[发明专利]一种用于射线防护结构的混凝土及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土，尤其是一种用于核电建设的混凝土，属于核电工程技术领域。

背景技术

中子是原子核中不具电荷的粒子，中子射线是这些不具电荷的中子构成的中子流，是原子反应堆产生的放射线中的一种，不同的射线在物体中的穿透能力也不同，虽然一般的混凝土可以抵御中子射线，但效果不甚理想。据申请人了解，申请日为：2009年12月31日，申请号为200910249070.X，名称为《高性能辐射屏蔽混凝土材料》的中国专利申请公开了一种可以屏蔽中子射线的混凝土，通过在混凝土中加入富含结晶水的岩石骨料，改变混凝土的密度达到屏蔽中子射线的目的，由于自然界中含有结晶水的岩石较多，但大多数富含结晶水岩石的在100～200℃时结晶水就逸出，原矿物晶格便被破坏，严重影响屏蔽效果，其不足之处在于：仅解决了普通混凝土水泥用量过大和高性能混凝土耐久性差的问题，其产品仅限于制作核反应堆的内外壳以及核废料的固化处理。目前国内核反应堆屏蔽材料以重混凝土为主，随着核安全要求越来越高，核反应堆需要设置更安全的屏蔽保护。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺陷，提出一种用于核反应堆的射线防护结构的混凝土，有效预防中子射线。

本发明通过以下技术方案解决技术问题，一种用于射线防护结构的混凝土，按质量百分比计，由以下组分均匀混合而成：作为骨料的蛇纹石碎石47%～49%和蛇纹石砂28%～30%，水泥13.5%～16%，拌合水9%～11.5%。

所述蛇纹石碎石的级配为筛孔直径3、40、50mm时，以重量百分比计，筛网中残留总量分别为90～100%、≤10 %、≤5%；所述蛇纹石砂的级配为筛孔直径0.25、0.63、1.25mm时，以重量百分比计，筛网中残留总量分别为≥99%、≥80 %、≤4%。详见表1、表2。

其中，所述骨料是由粗骨料为3～40mm连续级配蛇纹石碎石和细骨料为0.25～1.25mm级配蛇纹石砂组成，其中细骨料和粗骨料重量比为0.55～0.65。

所述细骨料由0.25～0.63mm和0.63～1.25mm两种粒级以1：5重量比混配而成。

制成之后的混凝土容重≥2320Kg/m³。

所述蛇纹石碎石、蛇纹石砂由蛇纹石岩石加工而成，所述蛇纹石岩石成分按重量百分比计，需满足以下要求： SiO₂含量≥35.00%，MgO含量≥30.00%，结晶水含量≥10.00%，在450℃条件下，化合水24小时损失率≤2%，比重≥2.5g/cm³，碳酸镁、碳酸钙和氯化物杂质的含量＜0.03%，抗压强度≥60MPa。

所述蛇纹石碎石中粉尘、盐份、粘土颗粒和游离石棉纤维含量≤2%，粘土块含量≤0.25%，蛇纹石碎石的松散容重≥1460kg/m³、紧密容重≥1670kg/m³；所述蛇纹石砂中游离石棉纤维的含量≤0.5%，蛇纹石砂的松散容重≥1280kg/m³、紧密容重≥1560kg/m³。

表1

     筛孔直径(mm)                3     40      50 筛网中残留总量%(重量比)                        90～100           ≤10        ≤5

表2