[发明专利]一种复合防辐射混凝土及其制备工艺

说明书

本发明属于工程材料技术领域，具体涉及一种复合防辐射混凝土及其制备工艺。其技术要点如下，各组分按重量份数计包括：硅酸盐水泥230～380份，矿渣粉45～90份，粉煤灰30～180份，钢渣粉60～120份，细骨料1100～1400份，复合冶炼渣粗骨料1000～1500份，水150～180份和外加剂10～20份。本发明提供的复合防辐射混凝土以复合冶炼渣为粗骨料，其内核以冶炼渣为主要原料，并辅以碳粉和海藻酸钠凝胶；其中冶炼渣中的Fe元素、Mn元素、Cr元素可以发挥屏蔽γ和慢中子、质子辐射的作用。

技术领域

本发明属于建筑工程领域技术领域，具体涉及一种复合防辐射混凝土及其制备工艺。

背景技术

目前，不同的辐射源和仪器广泛应用于各种医疗和研究中心、石化和炼油工业、核电厂、农业和其他领域。同时，核屏蔽技术也受到了公众的高度关注。一般来说，伽马射线和中子射线是核爆炸或放射性废物释放的最具破坏性的辐射类型。这些辐射的危险主要来自其高渗透和电离能，可破坏正常人体细胞并导致基因突变。长期暴露于核辐射环境中，人们会出现免疫力下降、癌症，甚至立即死亡等问题，因此核设施的有效辐射屏蔽非常重要。

目前国内外防辐射混凝土技术通常采用磁铁矿石、褐铁矿石等铁矿石或重晶石作骨料，重质骨料作为不可再生资源价格昂贵，且仅仅通过增大混凝土密度的手段，只能达到屏蔽γ射线，无法有效屏蔽快中子。若不采用密度大的防辐射集料，则必须通过增加混凝土厚度才能达到屏蔽γ射线的目的，屏蔽能力更有限。因此，进一步探索和研究防中子辐射、屏蔽γ射线、工作性能优良，耐久性好、成本低的防辐射混凝土已势在必行。

有鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明人基于从事此类材料多年丰富经验及专业知识，配合理论分析，加以研究创新，开发一种复合防辐射混凝土及其制备工艺，其内核以冶炼渣为主要原料，并辅以碳粉和海藻酸钠凝胶；其中冶炼渣中的Fe元素、Mn元素、Cr元素可以发挥屏蔽γ和慢中子、质子辐射的作用。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种复合防辐射混凝土，对冶炼渣加进行复合改进后，通过重元素和轻元素的复配使用，对快速中速和慢速中子均有防护作用，有效提高混凝土的防辐射作用。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

本发明提供的一种复合防辐射混凝土，各组分按重量份数计包括：硅酸盐水泥230～380份，矿渣粉45～90份，粉煤灰30～180份，钢渣粉60～120份，细骨料1100～1400份，复合冶炼渣粗骨料1000～1500份，水150～180份和外加剂10～20份。

进一步的，所述钢渣粉中Fe₂O₃≥30％，比表面积≥450m²/kg，28d活性指数≥95％。

进一步的，所述细骨料为河砂、铁矿砂、玄武岩砂、重晶石砂中的一种或几种，粒径为0.05～0.25mm，表观密度为2900～4200kg/m³。

进一步的，所述复合冶炼渣粗骨料的粒径为5～20mm，表观密度为2900～4200kg/m³。

进一步的，所述复合冶炼渣粗骨料的制备方法包括以下步骤：

S1、将冶炼渣、海藻酸钠凝胶、碳粉和水，静置陈化，造粒得粒径为5～15mm的颗粒；

S2、将硅酸盐水泥、粉煤灰和水混合均匀，得均匀浆料，将所得浆料与步骤S1所得颗粒混合，利用油氨柱成型法进行骨料成型，得粒径为8～20mm的骨料；

S3、将骨料放置于成型室中进行静置，然后置于常温水中进行养护，最后置于热水中进行二次养护，取出放置在空气中自然冷却至室温。

进一步的，碳粉的粒径为0.1～0.6mm。