CN108455913A - 一种防辐射混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种防辐射混凝土，其特征在于，包含如下重量份的原料组分：水泥300～400份；水150～250份；河砂500～800份；碎石500～800份；钢渣500～800份；防辐射剂30～50份。本发明所述的高抗裂混凝土通过加入全新制备得到的防辐射剂，显著提高了混凝土的防辐射性能。

Description

一种防辐射混凝土
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种防辐射混凝土。
背景技术
普通混凝土通常是由水泥作为胶凝材料，砂、石作骨料；与水按一定比例配合后形成的工程复合材料，广泛应用于土木工程。
防辐射又称屏蔽混凝土、防射线混凝土。容重较大，对γ射线、X射线或中子辐射具有屏蔽能力，不易被放射线穿透的混凝土。常用于原子能反应堆、粒子加速器，以及工业、农业和科研部门的放射性同位素设备的防护。因此，开发一种新颖的防辐射混凝土可以为相应防辐射设施的修建提供一种全新的材料选择。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种防辐射混凝土，所述的防辐射混凝土加入了全新制备得到的防辐射剂，是一种全新的防辐射混凝土，同时本发明所述的防辐射混凝土防辐射效果显著。
本发明所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：
一种防辐射混凝土，其包含如下重量份的原料组分：
水泥300～400份；水150～250份；河砂500～800份；碎石500～800份；钢渣500～800份；防辐射剂30～50份。
优选地，所述的防辐射混凝土，其包含如下重量份的原料组分：
水泥350～400份；水200～250份；河砂500～600份；碎石500～600份；钢渣500～600份；防辐射剂40～50份。
最优选地，所述的防辐射混凝土，其包含如下重量份的原料组分：
水泥350份；水200份；河砂600份；碎石600份；钢渣600份；防辐射剂40份。
优选地，所述的防辐射剂由粉煤灰和高分子防辐射材料按重量比为1～3:1混合而成；
所述的高分子防辐射材料通过包含如下步骤的方法制备得到：
(1)在去离子水中加入丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸，然后控制水温在70～90℃，搅拌1～3h；
(2)搅拌结束后，温度降至50～60℃，然后加入过硫酸钠、六水合氯化铕以及氯化铯，搅拌1～3h，停止搅拌，经冷却、干燥以及粉碎后即得所述的高分子防辐射材料；
其中，步骤(1)中去离子水、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸的重量比为15～25:15～25:5～8:0.5～2；
步骤(2)中所述硫酸钠的重量用量与丙烯酸的重量用量比为15～20：1；所述六水合氯化铕的重量用量与丙烯酸的重量用量比为15～25：6～10；所述氯化铯的重量用量与丙烯酸的重量用量比为15～25：3～4。
进一步优选地，步骤(1)中去离子水、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸的重量比为20～25:20～25:5～6:1～2。
最优选地，步骤(1)中去离子水、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸的重量比为20:20:6:1。
最优选地，步骤(2)中所述硫酸钠的重量用量与丙烯酸的重量用量比为15：1。
最优选地，步骤(2)中所述六水合氯化铕的重量用量与丙烯酸的重量用量比为25：8。
最优选地，所述氯化铯的重量用量与丙烯酸的重量用量比为25：3。
最优选地，步骤(1)中控制水温在80℃，搅拌2h；步骤(2)中温度降至55℃，然后加入过硫酸钠、六水合氯化铕以及氯化铯，搅拌2h。
有益效果：本发明提供了一种全新组成的防辐射混凝土，本发明通过加入全新制备得到的防辐射剂显著提高了混凝土的防辐射性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。
实施例1防辐射混凝土的制备
将水泥350份、水200份、河砂600份、碎石600份、钢渣600份以及防辐射剂40份混合均匀即得；所述的份为重量份；所述的防辐射剂由粉煤灰和高分子防辐射材料按重量比为2:1混合而成；
所述的防辐射剂通过如下方法制备得到：
(1)在去离子水中加入丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸，然后控制水温在80℃，搅拌2h；其中，去离子水、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸的重量比为20:20:6:1；
(2)搅拌结束后，温度降至55℃，然后加入过硫酸钠、六水合氯化铕以及氯化铯，搅拌2h，停止搅拌，经冷却、干燥以及粉碎后即得所述的高分子抗裂剂；所述硫酸钠的重量用量与丙烯酸的重量用量比为15：1；所述六水合氯化铕的重量用量与丙烯酸的重量用量比为25：8；所述氯化铯的重量用量与丙烯酸的重量用量比为25：3。
实施例2防辐射混凝土的制备
将水泥350份、水200份、河砂600份、碎石600份、钢渣600份以及防辐射剂40份混合均匀即得；所述的份为重量份；所述的防辐射剂由粉煤灰和高分子防辐射材料按重量比为2:1混合而成；
所述的防辐射剂通过如下方法制备得到：
(1)在去离子水中加入丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸，然后控制水温在70℃，搅拌3h；其中，去离子水、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸的重量比为15:25 5:2；
(2)搅拌结束后，温度降至60℃，然后加入过硫酸钠、六水合氯化铕以及氯化铯，搅拌1h，停止搅拌，经冷却、干燥以及粉碎后即得所述的高分子抗裂剂；所述硫酸钠的重量用量与丙烯酸的重量用量比为20：1；所述六水合氯化铕的重量用量与丙烯酸的重量用量比为25：6；所述氯化铯的重量用量与丙烯酸的重量用量比为25：4。
实施例3防辐射混凝土的制备
将水泥350份、水200份、河砂600份、碎石600份、钢渣600份以及防辐射剂40份混合均匀即得；所述的份为重量份；所述的防辐射剂由粉煤灰和高分子防辐射材料按重量比为2:1混合而成；
所述的防辐射剂通过如下方法制备得到：
(1)在去离子水中加入丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸，然后控制水温在90℃，搅拌1h；其中，去离子水、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸的重量比为25:15 8:0.5；
(2)搅拌结束后，温度降至50℃，然后加入过硫酸钠、六水合氯化铕以及氯化铯，搅拌3h，停止搅拌，经冷却、干燥以及粉碎后即得所述的高分子抗裂剂；所述硫酸钠的重量用量与丙烯酸的重量用量比为20：1；所述六水合氯化铕的重量用量与丙烯酸的重量用量比为15：10；所述氯化铯的重量用量与丙烯酸的重量用量比为15：4。
实施例4防辐射混凝土的制备
将水泥300份、水250份、河砂500份、碎石800份、钢渣800份以及防辐射剂30份混合均匀即得；所述的份为重量份；所述的防辐射剂由粉煤灰和高分子防辐射材料按重量比为2:1混合而成；
所述的防辐射剂通过如下方法制备得到：
(1)在去离子水中加入丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸，然后控制水温在80℃，搅拌2h；其中，去离子水、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸的重量比为20:20:6:1；
(2)搅拌结束后，温度降至55℃，然后加入过硫酸钠、六水合氯化铕以及氯化铯，搅拌2h，停止搅拌，经冷却、干燥以及粉碎后即得所述的高分子抗裂剂；所述硫酸钠的重量用量与丙烯酸的重量用量比为15：1；所述六水合氯化铕的重量用量与丙烯酸的重量用量比为25：8；所述氯化铯的重量用量与丙烯酸的重量用量比为25：3。
实施例5防辐射混凝土的制备
将水泥400份、水250份、河砂800份、碎石500份、钢渣500份以及防辐射剂50份混合均匀即得；所述的份为重量份；所述的防辐射剂由粉煤灰和高分子防辐射材料按重量比为2:1混合而成；
所述的防辐射剂通过如下方法制备得到：
(1)在去离子水中加入丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸，然后控制水温在80℃，搅拌2h；其中，去离子水、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸的重量比为20:20:6:1；
(2)搅拌结束后，温度降至55℃，然后加入过硫酸钠、六水合氯化铕以及氯化铯，搅拌2h，停止搅拌，经冷却、干燥以及粉碎后即得所述的高分子抗裂剂；所述硫酸钠的重量用量与丙烯酸的重量用量比为15：1；所述六水合氯化铕的重量用量与丙烯酸的重量用量比为25：8；所述氯化铯的重量用量与丙烯酸的重量用量比为25：3。
对比例1
将将水泥350份、水200份、河砂600份、碎石600份、钢渣600份混合均匀即得；所述的份为重量份。对比例1的成分组成及配比与实施例1相同，不同之处在于，其不含防辐射剂。
防辐射性能测试：将实施例1～5以及对比例1制备得到的防辐射混凝土进行γ射线和中子射线线性衰减系数测试，用于评价其防辐射效果，同时并将其与国外性能指标进行对比。(国外性能指标：中子数据A.S.MAKARIOUS，I.I.BASHTERZ，A.EL-SAVED ABDOM.SAMIR ABDEL AZIM and W.A.KANSOUH，On the utilization of heavy concrete forradiation shielding.Ann.Nucl.Energy Vol.23，No.3，195-206，1996；γ射线数据Faculty of Science，Zagazig University，Zagazig，Egypt.calculation of radiationattention coefficients for shielding concretes.Ann.Nucl.Eherev.Vol.24，No.17，1389-1401.1997)。其中线性衰减系数越大，表示其防辐射效果越好；
表1防辐射混凝土的线性衰减系数(cm-1)
从表1数据可以看出，实施例1～5所述的防辐射混凝土对γ射线和中子射线线性衰减系数显著高于对比例1以及显著高于国外性能指标；这说明实施例1～5所述的防辐射混凝土通过加入本发明所述的新型防辐射剂后，其防辐射性能大幅提升。
此外，从表1数据中还可以看出，实施例1制备得到的防辐射混凝土其对γ射线和中子射线线性衰减系数最好，这说明在实施例1所述条件下制备得到的防辐射混凝土，其防辐射性能最好。
力学性能测试：将实施例1～5制备得到的防辐射混凝土，以及对比例1制备得到的混凝土，按GB/T50080-2002方法测定其抗拉强度、抗弯强度、抗压强度等参数用于评价其力学性能。结果见表2，从表2数据可以看出，实施例1～5所述的防辐射混凝土均具有良好的力学性能。
表2.防辐射混凝土力学性能测试表

Claims (10)

1.一种防辐射混凝土，其特征在于，包含如下重量份的原料组分：
水泥300～400份；水150～250份；河砂500～800份；碎石500～800份；钢渣500～800份；防辐射剂30～50份。
2.根据权利要求1所述的防辐射混凝土，其特征在于，包含如下重量份的原料组分：
水泥350～400份；水200～250份；河砂500～600份；碎石500～600份；钢渣500～600份；防辐射剂40～50份。
3.根据权利要求2所述的防辐射混凝土，其特征在于，包含如下重量份的原料组分：
水泥350份；水200份；河砂600份；碎石600份；钢渣600份；防辐射剂40份。
4.根据权利要求1所述的防辐射混凝土，其特征在于，所述的防辐射剂由粉煤灰和高分子防辐射材料按重量比为1～3:1混合而成；
所述的高分子防辐射材料通过包含如下步骤的方法制备得到：
(1)在去离子水中加入丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸，然后控制水温在70～90℃，搅拌1～3h；
(2)搅拌结束后，温度降至50～60℃，然后加入过硫酸钠、六水合氯化铕以及氯化铯，搅拌1～3h，停止搅拌，经冷却、干燥以及粉碎后即得所述的高分子防辐射材料；
其中，步骤(1)中去离子水、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸的重量比为15～25:15～25:5～8:0.5～2；
步骤(2)中所述硫酸钠的重量用量与丙烯酸的重量用量比为15～20：1；所述六水合氯化铕的重量用量与丙烯酸的重量用量比为15～25：6～10；所述氯化铯的重量用量与丙烯酸的重量用量比为15～25：3～4。
5.根据权利要求4所述的防辐射混凝土，其特征在于，步骤(1)中去离子水、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸的重量比为20～25:20～25:5～6:1～2。
6.根据权利要求5所述的防辐射混凝土，其特征在于，步骤(1)中去离子水、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及三氟甲基磺酸的重量比为20:20:6:1。
7.根据权利要求4所述的防辐射混凝土，其特征在于，步骤(2)中所述硫酸钠的重量用量与丙烯酸的重量用量比为15：1。
8.根据权利要求4所述的防辐射混凝土，其特征在于，步骤(2)中所述六水合氯化铕的重量用量与丙烯酸的重量用量比为25：8。
9.根据权利要求4所述的防辐射混凝土，其特征在于，所述氯化铯的重量用量与丙烯酸的重量用量比为25：3。
10.根据权利要求4所述的防辐射混凝土，其特征在于，步骤(1)中控制水温在80℃，搅拌2h；步骤(2)中温度降至55℃，然后加入过硫酸钠、六水合氯化铕以及氯化铯，搅拌2h。
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