[发明专利]一种防辐射混凝土用功能集料及其制备方法

权利要求书

1.一种防辐射混凝土用功能集料，其特征在于，包括内核和外壳；其中，按质量百分数计，所述内核包括以下原料组分：改性工业污泥60～80％，淤泥10～30％，玻璃粉5～10％，氧化镁0.5～1％；按质量百分数计，所述外壳包括以下原料组分：12～20％叔丁醇，12.5～14.5％丙烯酰胺，0.5～1.0％亚甲基双丙烯酰胺，50～65％淤泥，10～20％硼砂，外掺0.01～0.03％过硫酸铵和0.01～0.03％N,N,N’,N’-四甲基乙二胺；其中：

所述功能集料通过将外壳原料组分混合后包裹在内核原料组分造粒所得内核坯体表面，然后固化、烧结制备得到；

所述改性工业污泥为工业污泥中掺入页岩、高岭土或石英砂中的一种或几种进行校正改性后得到，其中改性工业污泥中氧化铁含量10～25％，氧化钡含量5～10％，氧化铝含量5～20％，氧化硅含量25～40％。

2.根据权利要求1所述的功能集料，其特征在于，所述功能集料中，内核粒径为15～30mm，外壳厚度为1～5mm。

3.根据权利要求1所述的功能集料，其特征在于，所述淤泥中，氧化铝含量15～20％，氧化硅含量45～55％，含水率30～40％；所述内核原料中的玻璃粉和氧化镁粒径为200目。

4.一种权利要求1-3任一项所述的防辐射混凝土用功能集料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)一次成球：将所述改性工业污泥、淤泥、玻璃粉和氧化镁混合，静置陈化，造粒后得到内核坯体；

2)制备包覆浆料：在所述叔丁醇中添加丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、淤泥和硼砂，外掺过硫酸铵和N,N,N’,N’-四甲基乙二胺制成浆料；

3)二次包覆成球：将步骤2)所得浆料包覆在步骤1)所得内核坯体表面制成外壳，固化得到球体坯料；

4)烧结成型：将步骤3)所得球体坯料烘干，置于还原性气氛中烧结，即得防辐射混凝土用功能集料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中所述静置陈化的陈化时间大于24h，所述混合料在转速为30～40r/min，旋转倾角为45°～60°的条件下造粒成球，粒径范围为15～30mm；所述步骤3)中所述浆料包覆在所述内核坯体表面包括：将所述浆料在转速为30～40r/min，旋转倾角为45°～60°的条件下包覆在所述内核坯体表面，外壳厚度为1～5mm。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中所述叔丁醇中添加丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、淤泥和硼砂后得到的浆料，按球料比1:1～1:3的比例混合3～5h使其均匀后再外掺过硫酸铵和N,N,N’,N’-四甲基乙二胺搅拌均匀。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，固化时间为1～2h。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中烧结工艺为：400～600℃保温20～25min，然后继续升温至900～1200℃保温10～30min，自然降温。