[发明专利]防辐射混凝土及其制备方法

说明书

本申请涉及混凝土生产制备技术领域，具体公开了一种防辐射混凝土及其制备方法，所述防辐射混凝土按重量份数计，包括如下重量份的原料组分：水泥28‑32份、水15‑17份、重晶砂78‑82份、重晶石118‑122份、钢丸60‑120份、粉煤灰4‑6份、防辐射纤维8.4‑18.6份、改性水滑石2‑4份、外加剂0.33‑0.64份；所述防辐射混凝土的制备方法为将外加剂配置为水溶液，再将水溶液与各组分搅拌混合，本申请制备的防辐射混凝土具有良好的防辐射效果，能够对中子射线起到良好的减速作用，减少混凝土墙壁厚度，同时还能提升混凝土的力学性能。

技术领域

本申请涉及混凝土生产制备技术领域，尤其是涉及一种防辐射混凝土及其制备方法。

背景技术

辐射指的是能量以电磁波或是次原子粒子如α、β、γ粒子和中子粒子移动的型态传送，辐射能量从辐射源向外所有方向直线放射。α射线和β射线的穿透力较弱，普通墙体阻挡后即可消除，但是γ射线和中子射线的穿透力强，破坏力大，人体受到γ射线和中子射线辐射后更容易诱发癌症、白血病、恶性肿瘤、不孕不育等症状，还可能并发遗传性致畸。植物受到γ射线和中子射线辐射后可能会引起基因变异、危害植物生长。

在科研机构、医院等建造有辐射源建筑所在地，通常需要使用防辐射材料来进行建筑施工，防止辐射源向外辐射对人体或动植物造成危害。通常使用防辐射混凝土来修建辐射源建筑，防辐射混凝土主要防止α、β、γ和中子射线穿透墙体进而对人体造成伤害。

目前，国内外制备的防辐射混凝土主要是通过添加重金属元素掺料来提升混凝土的防辐射性能，在实际生产中也有使用蛇纹石、重晶石、褐铁矿等含有重金属元素的矿石来提高混凝土的防辐射能力。由于γ射线和中子射线穿透力强，通常需要将墙体加厚，防止γ射线和中子射线穿透墙体。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：在防辐射混凝土的使用过程中通常需要将墙体的厚度增大以减缓辐射射线的速度，最终将射线阻挡吸收，提升防辐射性能，墙体厚度增大增加建筑成本，同时还影响墙体的抗拉性能。

发明内容

为了降低混凝土墙体厚度同时还能够保持防辐射能力，本申请提供一种防辐射混凝土及其制备方法。

第一方面，本申请提供的一种防辐射混凝土采用如下的技术方案：

一种防辐射混凝土，按重量份数计，包括如下重量份的原料组分：水泥28-32份、水15-17份、重晶砂78-82份、重晶石118-122份、钢丸60-120份、粉煤灰4-6份、防辐射纤维8.4-18.6份、改性水滑石2-4份、外加剂0.33-0.64份；所述改性水滑石由以下方法制备而成：

S1：将水滑石与硝酸按1:1.5重量比混合，加热至50℃-70℃反应2-3小时，过滤得到预处理水滑石；

S2：将预处理水滑石与苯乙烯磺酸按1:2重量比混合，搅拌条件下进行阴离子置换反应，反应时间0.5-1小时，得到苯乙烯磺酸插层水滑石反应液；

S3：反应液中添加引发剂进行聚合反应，聚合反应温度为50℃-60℃，反应时间为1-3小时，得到改性水滑石。

通过采用上述技术方案，重晶砂和重晶石中的主要成分为硫酸钡，钡离子具有良好的防辐射能力；钢丸的加入能够进一步提高混凝土的防辐射能力，同时增加混凝土的密度；防辐射纤维能够提高混凝土防辐射能力，同时能够提高混凝土的抗拉强度；水滑石本身具有镁铝离子，具备防辐射性能，同时改性水滑石内插层有聚苯乙烯磺酸，聚苯乙烯磺酸含有大量的氢，氢核与中子质量相等，两者发生碰撞中子速度大大降低，最终被吸收，进一步提高了混凝土的防辐射性能，同时水滑石层间吸水，汇集大量水分子，水分子能够提高对中子流的减速和吸收作用；几种物质综合作用，大幅度提高混凝土防辐射性能，能够在降低混凝土墙体厚度的同时还能对中子粒子起到良好的减速效果。

可选的，所述引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰中的一种。