[发明专利]一种C40普通硅酸盐水泥基防辐射混凝土及其制备方法

说明书

本发明属于混凝土领域，具体公开了一种C40普通硅酸盐水泥基防辐射混凝土及其制备方法，该混凝土由以下材料组成：水泥330‑370份、细骨料800‑1000份、粗骨料1200‑1500份、中子吸收剂10‑20份、减水剂0.5‑0.7份、水150‑170份，以重量份数计。本发明制备的普通硅酸盐水泥基防辐射混凝土符合C40混凝土的强度要求，无离析现象出现，塌落度和扩展度良好，容重界于2800‑2850kg·m^‑3之间，符合防辐射混凝土对容重的要求；同时具有工作性能优异、防辐射性能好、成本低等特点，这有利于解决传统防辐射混凝土容易离析、均质性差、施工性能不良等问题。

技术领域

本发明属于混凝土领域，具体公开一种C40普通硅酸盐水泥基防辐射混凝土及其制备方法。

背景技术

辐射存在于整个宇宙空间，可分为天然辐射和人工辐射。天然辐射主要源于宇宙射线等，人工辐射主要源于核电、军事、教育、医疗、科研等领域在应用核技术的过程中所产生的α、β、γ、X及中子流等射线，人类在受到这些射线长期辐射后容易诱发癌症、白血病、甲状腺技能紊乱、不育症、生育缺陷等多种疾病，同时也容易诱发其他动物或植物产生基因变异等。为预防辐射对人类等的伤害，在建造有辐射源建筑时，一般需设置防辐射材料来屏蔽各种射线，混凝土材料是目前使用最为广泛的防辐射材料，主要用作建筑外壳防护。

在防辐射混凝土的现有制备技术中，一般通过引入重晶石、磁铁矿石、褐铁矿石等作粗细骨料，同时引入足量的结晶水及含硼、锂等轻元素化合物来制备防辐射混凝土。采用该方法制备的防辐射混凝土，其粗细骨料可有效屏蔽α、β、γ、X等射线，轻元素化合物能有效捕捉中子且不产生二次γ射线，对射线具有较好的屏蔽作用，但由于混凝土中骨料密度较大，混凝土常常出现离析、均质性差、施工性能不良等问题，这阻碍了防辐射混凝土的推广与应用。

铜渣是铜矿石经过提炼后的熔融态炼铜炉渣在炉后水淬池中经过水淬工艺形成的玻璃质水淬渣。在我国的火法炼铜中，每生产1吨铜产生2-3吨铜渣。我国每年铜渣排放量巨大，大多处于堆积存放状态，目前我国铜渣堆存量早已超过5000万吨，不仅占用土地、污染环境，而且造成资源的巨大浪费。铜渣中含有丰富的Fe、Cu等元素，主要化学成分含量：Fe为41.3％、Cu为0.8％、Fe₃O₄为8.4％、SiO₂为29％、Al₂O₃为3.9％、CaO为3.6％、MgO为1.1％；其矿物组成主要为铁橄榄石、磁铁矿及一些脉石组成的无定形玻璃体，结构致密度高，物化性能稳定。原始状态的水淬铜渣的细度模数与粗砂相似，表观密度一般界于3000-3500kg·m^-3。

玄武岩属基性火山岩，是地球洋壳和月球月海的最主要组成物质，也是地球陆壳和月球月陆的重要组成物质。玄武岩的表观密度一般界于2800-3300kg·m^-3，结构致密，性能稳定。

综上所述，研制出一种不易离析、均质性好、施工性能优异、成本低、性能好的防辐射混凝土已势在必行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不易离析、均质性好、施工性能优异、成本低、性能好的C40普通硅酸盐水泥基防辐射混凝土及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种C40普通硅酸盐水泥基防辐射混凝土，由以下材料组成：水泥330-370份、细骨料800-1000份、粗骨料1200-1500份、中子吸收剂10-20份、减水剂0.5-0.7份、水150-170份，以重量份数计。

作为优选，一种C40普通硅酸盐水泥基防辐射混凝土，由以下材料组成：水泥340-360份、细骨料850-950份、粗骨料1300-1400份、中子吸收剂15-20份、减水剂0.55-0.65份、水155-165份，以重量份数计。