[发明专利]一种高强度抗辐射混凝土

说明书

本发明公开了一种高强度抗辐射混凝土。该高强度抗辐射混凝土按重量份数包括水泥100份、粉煤灰30‑45份、矿粉20‑35份、硅酸钠15‑30份、硼酐2.0‑4.0份、硫酸钡8‑15份、硼改性有机硅树脂颗粒10‑20份、细骨料50‑80份、粗骨料70‑110份、水60‑75份。本发明的混凝土配方避免了硼酐掺入降低混凝土强度的缺陷，同时具有良好的力学强度和抗辐射性能。

技术领域

本发明属于新材料领域，具体而言，涉及一种高强度抗辐射辐射混凝土混凝土材料。

背景技术

当今社会，随着经济与科技的快速发展，移动通讯、广播、雷达、计算机等已成为人们日常生活中经常接触的事物，它们的使用给人们生活带来方便和快捷的同时，使电磁波辐射成为一种新的社会公害。电磁辐射会影响人体健康，并且会对周围电子仪器设备造成严重干扰；同时电磁辐射会泄露信息，使计算机等仪器无信息安全保障。为此，许多发达国家及国际组织都制定了相应的法规及标准。

混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土材料是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，它广泛应用于土木工程。

防辐射混凝土又称屏蔽混凝土、防射线混凝土，其容重较大，对γ射线、X射线或中子辐射具有屏蔽能力，不易被放射线穿透，因此常用作铅、钢等昂贵防射线材料的代用品。

硼是一种有效的防辐射元素，据Callan的观点，在混凝土中掺入1％的硼元素，其吸收热中子的能力可以提高100倍。且混凝土中硼元素的含量不必很高，美国橡树岭实验室曾研究了集中含硼混凝土硼元素含量均在1％左右，硼元素的加入方式和掺量会对水泥凝结硬化及混凝土的力学性能产生严重影响，而在《防辐射高性能混凝土材料研究》一文中公开了混凝土中加入硼砂(NaB₄O₇·10H₂O)、硼酐(B₂O₃)和硼玻璃粉(主要成分SiO₂、B₂O₃)三种含硼添加剂，其中硼酐的效果最差，加入后水泥石的强度相较于纯水泥石要降低一个数量级左右。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的含硼酐的高强度抗辐射混凝土配方，该混凝土具有良好的力学性能和防屏蔽性能。

为了实现本发明的目的，本发明人通过大量试验研究并不懈努力，最终获得如下技术方案：一种高强度抗辐射混凝土，所述混凝土按重量份数包括水泥100份、粉煤灰30-45份、矿粉20-35份、硅酸钠15-30份、硼酐2.0-4.0份、硫酸钡8-15份、硼改性有机硅树脂颗粒10-20份、细骨料50-80份、粗骨料70-110份、水60-75份。

进一步优选地，如上所述高强度抗辐射混凝土，所述混凝土按重量份数包括水泥100份、粉煤灰37-43份、矿粉25-32份、硅酸钠19-28份、硼酐2.5-3.5份、硫酸钡10-13份、硼改性有机硅树脂颗粒13-18份、细骨料58-75份、粗骨料80-100份、水65-72份。

进一步优选地，如上所述高强度抗辐射混凝土，所述混凝土按重量份数包括水泥100份、粉煤灰40份、矿粉28份、硅酸钠23份、硼酐3.0份、硫酸钡12份、硼改性有机硅树脂颗粒18份、细骨料65份、粗骨料90份、水68份。

进一步优选地，如上所述高强度抗辐射混凝土，所述硼改性有机硅树脂颗粒按照如下过程制备：取硼酸与硅树脂作为反应物，硼酸与硅树脂的质量比为(10-12)：1，水用量为硅树脂完全水解所需水用量的35-45％，在80-90℃下进行聚合反应，随后在350-420℃下受热3-5h，得到硼改性有机硅树脂。

进一步优选地，如上所述高强度抗辐射混凝土，所述水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥或磷酸盐水泥。

进一步优选地，如上所述高强度抗辐射混凝土，所述矿粉为S95级矿粉。