[发明专利]一种耐高温防辐射型含硼磷铝酸锶钙水泥熟料

说明书

本发明公开了一种耐高温防辐射型含硼磷铝酸锶钙水泥熟料，该水泥熟料矿相组成为：磷铝酸锶钙32～55％，铝酸锶钙20～30％，铝酸钙15～20％，铁酸二钙5～15％和硼酸钙5～8％；相应的氧化物组成如下：SrO 10～25％，Al₂O₃30～41％，CaO 20～38％，P₂O₅5～8％，Fe₂O₃4～13％，B₂O₃3～8％。熟料煅烧温度为1390～1450℃。本发明的防辐射型磷铝酸锶钙水泥熟料不仅可以屏蔽防护核电工程中产生的α、β、γ、X射线，而且也可吸收防护核电辐射中的中子辐射，具有优良的防辐射性能。同时利用了锶渣等工业废料，达到了固废利用和保护环境的目的。

技术领域

本发明涉及一种可耐高温的防辐射型含硼磷铝酸锶钙水泥熟料，属于特种水泥领域。

背景技术

众所周知，能源直接制约经济的发展。随着现代科学技术的发展，核技术也得到飞速发展，被广泛应用于军事、医学、日常生活及其他各个领域；当今世界能源已进入核能时代。核能不但是一种技术上最成熟、安全、经济和清洁的新能源，而且是一种最有潜力和发展前途的新能源。在当今世界能源日益紧缺的形势下，尽管发生过核电站事故，但是世界各国仍坚持认为，开发利用核能是解决能源紧缺问题的必由之路，对于经济发展和社会进步具有重要的战略意义。因此，世界核电站建设仍然在持续、稳定地向前发展。现今制约核电发展的仍然是核安全问题。鉴于核辐射对环境和人类健康造成了极大的威胁，对环境造成长久破坏，由此核技术的安全性一直是困扰其进一步发展的关键因素。如何高效安全地处理其生产、使用过程中所产生的核辐射、核废物，是核科学技术进一步发展的重点与难点，也是核技术得到广泛应用的先决条件之一。

现今核电防护多使用多层结构，在水泥混凝土结构之前还有钢板、铅板等防护手段，在辐射到达水泥混凝土结构之前热量已散失了很多，水泥混凝土结构的温度可达到100℃左右，但即使是100℃的温度对混凝土结构来说也是一个很大的考验，会缩短混凝土结构的服役寿命。因此，通过制备一种耐高温防辐射水泥熟料，进而制备出耐高温混凝土是提高材料防辐射性能的一种有效方式。

现主要应用的核电水泥大多自身不具备屏蔽射线的能力，仅需具备低水化热、高早强、低碱、抗硫酸盐侵蚀和干缩性小等性能。核辐射主要包括α射线，β射线，γ射线和中子射线等，其中α射线和β射线由于其穿透性差，无需特殊处理。在防辐射水泥的研究利用领域，目前的研究和应用主要分为三类：钡水泥，锶水泥和含硼水泥，这三种水泥对其余射线均有不同的吸收能力。然而关于能同时具备多种射线吸收处理能力的水泥的相关研究少有报导。这是由于制备多元防辐射型水泥是一个复杂的课题，水泥凝结时间、稳定性差等诸多问题都会影响水泥的正常使用。

从废物利用方面上来说，现今每年产生的锶渣近250万吨，整个西部地区年产锶渣近500万吨。另据不完全统计，目前累计遗弃于渣场的锶渣数量已达4000多万吨。这些锶渣长时间弃置于渣场，得不到合理利用，既占用大量的土地，又容易在自然风雨作用下，融入溪水、河流中，污染环境。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种耐高温防辐射型含硼磷铝酸锶钙水泥熟料，不仅密实度高，耐高温性能优秀，还同时具有多元屏蔽辐射的能力。

本发明采用以下技术方案：

一种耐高温防辐射型含硼磷铝酸锶钙水泥熟料，所述水泥熟料的矿相质量百分比组成为：磷铝酸锶钙32～55％、铝酸锶钙20～30％、铝酸钙15～20％、铁酸二钙5～15％、硼酸钙5～8％。

所述水泥熟料是由水泥生料经1390～1450℃煅烧2h制备而成，水泥生料的工业原料质量百分比组成为：天青石20～38％、氧化硼(工业级)1～6％、铝矾土10～35％、石灰石8～40％、磷灰石5～28％、富铁钢渣2～15％。