[发明专利]一种基于重晶石的防辐射混凝土

说明书

本发明公开了一种基于重晶石的防辐射混凝土，属于建筑材料技术领域。所述防辐射混凝土包括以下重量份组分：270‑300份水泥、1350～1500份重晶石、700～850份重晶石砂、350～500份硼矿砂、60‑90份膨胀剂、7‑10份减水剂、70‑85份掺合料和150‑200份水，其中，所述重晶石表观密度为3800～3950kg/m³，级配为8～20mm；所述重晶石砂的级配为0.13～1.25mm；所述硼矿砂的级配为0.17～2.74mm；所述膨胀剂为UEA膨胀剂。本发明的防辐射混凝土具有良好的力学性能和热稳定性能，并且具有良好的防辐射性能，能够有效防γ线辐射和中子辐射。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体地，涉及一种基于重晶石的防辐射混凝土。

背景技术

随着核工业的发展和放射性同位素在工业、农业、医疗和电子领域的应用，为了防止核射线外泄对人体产生伤害，需要防辐射的特种材料。现有的辐射防护材料主要是以下几类：(1)金属防护材料，最常见的就是铅材料。铅材料不仅对低能和高能的X光子和γ光子均具有优异的屏蔽性能，而且加工方便，产量充足；(2)辐射防护玻璃，通过将碳酸钡、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯先后混合，经自由共聚能够制备出防辐射性能、硬度以及耐热性优良的有机钡玻璃。(3)金属基复合防护材料，金属基复合屏蔽材料是一类以轻金属为基体，具有抗辐射强化相的复合材料。

重晶石是一种以硫酸钡为主要成分的非金属矿物，密度为4.3～4.5g/cm³，莫氏硬度为3～3.5，化学性质稳定，不溶于水和盐酸，无毒性、磁性，易吸收X射线和γ射线。

目前，国外利用重晶石制作防辐射材料的应用研究相对较多，如以重晶石为粗细骨料制作的重晶石混凝土可以增加混凝土静观密度和密实性，对X射线和γ射线有优良的屏蔽性能。然而，目前基于重晶石的混凝土的防辐射性能仍有待进一步提高。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本发明采取的技术方案如下：

本发明提供一种基于重晶石的防辐射混凝土，包括以下重量份组分：270-300份水泥、1350～1500份重晶石、700～850份重晶石砂、350～500份硼矿砂、60-90份膨胀剂、7-10份减水剂、70-85份掺合料和150-200份水，其中，所述重晶石表观密度为3800～3950kg/m3，级配为8～20mm；所述重晶石砂的级配为0.13～1.25mm；所述硼矿砂的级配为0.17～2.74mm。

混凝土膨胀剂是抵抗混凝土收缩开裂的材料，在地下工程和大体积工程中已普遍使用。重晶石防辐射混凝土要求混凝土密实、匀质、无空洞、无裂缝。且一般设计在地下，大多为大体积混凝土工程。重晶石防辐射混凝土可选用混凝土膨胀剂，但考虑到重晶石防辐射混凝土对表观密度的要求宜选用高效混凝土膨胀剂。

在本发明的一些实施中，所述膨胀剂为UEA膨胀剂。加入UEA膨胀剂，可拌制成补偿收缩混凝土，拌水后生成大量的膨胀性结晶水化物—钙矾石，在钢筋邻位的约束下它产生的膨胀能转变成0.2～0.7Mpa预压力，这一压力可抵消混凝土干缩产生的拉应力，防止或减少混凝土收缩开裂，并使混凝土密实化。

在本发明的一些实施方案中，所述重晶石、重晶石砂、硼矿砂的级配表如下：

在本发明的一些实施方案中，所述水泥选自硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、高铝水泥、镁质水泥、钡水泥、锶水泥、含硼水泥中的一种或多种。

减水剂是在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少用水量的外加剂，减水剂主要用于改善混凝土拌合物的性能，即减少用水量，提高坍落度，改善工作性。在本发明的一些实施方案中，所述减水剂为氨基磺酸盐系高效减水剂。在本发明的一些具体实施方案中，所述氨基磺酸盐系高效减水剂具有式(I)所示分子式：