CN110467402B - 防辐射混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防辐射混凝土，属于防辐射建筑材料技术领域。本发明的防辐射混凝土由以下原料制备得到：水泥360～380重量份，重晶石砂1355～1420重量份；重晶石碎石1600～1640重量份；钢纤维50～60重量份；减水剂6.4～6.8重量份；水155～160重量份。本发明的防辐射混凝土，不需要添加粉煤灰，和易性好，能满足工程结构施工，且具有良好的工程力学性、整体性；容重达到了3500kg/m3以上，且强度能够满足C30以上，抗射线性满足设计要求。本发明可避免结构性裂缝，确保结构防辐射性能。施工性能好，易于浇筑和振捣，成型效果质量良好。

Description

防辐射混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种防辐射混凝土，属于防辐射建筑材料技术领域。
背景技术
防辐射混凝土，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。主要用于工业、农业和科研部门的放射性同位素设备的防护。
传统的防辐射混凝土有采用钙矾石作为骨料制备的方法，或者将膨润土与水混结合，在氧化锆、二氧硅和磁铁矿的协同作用下制备防辐射混凝土。201810286242.X号专利的防辐射混凝土容重满足3400kg/m3以上难度较大，且强度不能达到C30以上，必须采用合理的密度及压碎值的骨料。
防辐射混凝土骨料密度越大，越容易出现骨料下沉的现象，和易性差。为了保证拌合物料的骨料不下沉，往往需要加入适量的掺合料，增加混凝土的粘聚性。常用的掺合料为粉煤灰和矿粉。
杭美艳,张冰,曲树强.纤维对掺矿物掺合料C30混凝土性能的影响[C].中国商品混凝土可持续发展论坛暨全国商品混凝土技术与管理交流大会.2010.公开研究了聚丙烯纤维、矿渣粉、粉煤灰的不同掺量对混凝土性能(如坍落度、粘聚性、强度、抗裂性等)的影响，聚丙烯纤维是一种防裂合成纤维，将其掺入混凝土基体中，由于纤维的互相搭接削弱了混凝土的塑性收缩，增强了混凝土的韧性，同时大大减少了混凝土初凝时收缩引起的裂缝，提高了混凝土的抗裂能力。而粉煤灰和矿渣在混凝土中的填充效应和活性作用，可有效地提高混凝土的和易性，降低水灰比，减少生产成本，改善混凝土的综合性能。可见现有技术添加纤维并是为了提高和易性，即使添加了纤维，仍然需要添加粉煤灰来提高和易性。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种新的防辐射混凝土。
为了解决本发明的第一个技术问题，所述防辐射混凝土由以下原料制备得到：
水泥360～380重量份；
重晶石砂1355～1420重量份；
重晶石碎石1600～1640重量份；
钢纤维50～60重量份；
减水剂6.4～6.8重量份；
水155～160重量份；
所述钢纤维优选为剪切波浪型钢纤维，所述剪切波浪型钢纤维优选为30*0.5mm。
本发明所述的重晶石主要成分为BaSO4，本发明所述的水泥可以为普通的水泥，例如P.O42.5水泥；也可以为高铝水泥、钡水泥、镁氧水泥等特种水泥，但特种水泥，成本较高。
优选的，所述重晶石碎石的粒径为4.75mm～31.5mm。
优选的，所述重晶石砂的粒径为0.15mm～4.75mm。
更优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
优选的，所述防辐射混凝土的容重不小于3500kg/m3，强度C30以上。
优选的，所述防辐射混凝土的制备方法如下：
A.将重晶石砂、重晶石碎石和水泥充分拌合后，掺入钢纤维，减水剂和水，搅拌均匀后，得到混凝土浆，观测混凝土浆的坍落度，保证在160～180mm；
B.将A步骤所述的混凝土浆进行浇筑成型；
C.将浇筑成型的混凝土进行湿养护，优选湿养护7天以上；
从所述搅拌到浇筑的时间优选为1小时以内。
优选的，A步骤所述的搅拌的时间为90～100S。
本发明要解决的第二个技术问题是提高上述防辐射混凝土的制备方法。
为解决本发明的第二个技术问题，所述的防辐射混凝土的制备方法如下：
A.将重晶石砂、重晶石碎石和水泥充分拌合后，掺入钢纤维，减水剂和水，搅拌均匀后，得到混凝土浆，观测混凝土浆的坍落度，保证在160～180mm；
B.将A步骤所述的混凝土浆进行浇筑成型；
C.将浇筑成型的混凝土进行湿养护，优选湿养护7天以上。
优选的，A步骤所述的搅拌的时间为90～100S。
优选的，从所述搅拌到浇筑的时间为1小时以内。
有益效果：
1、本发明采用重晶石作为骨料，水泥，掺和钢纤维，减水剂和水配置的防辐射混凝土，不需要添加粉煤灰，和易性好。能满足工程结构施工，且具有良好的工程力学性、整体性；容重达到了3500kg/m3以上,且强度能够满足C30以上，抗射线性满足设计要求。
2、本发明可降低混凝土水化热峰值，避免结构性裂缝，确保结构防辐射性能。
3、钢纤维在混凝土中形成交织网状结构，可提高混凝土整体性，并能够使混凝土的容重满足设计要求。
4、施工性能好，易于浇筑和振捣，成型效果质量良好。
具体实施方式
为了解决本发明的第一个技术问题，所述防辐射混凝土由以下原料制备得到：
水泥360～380重量份；
重晶石砂1355～1420重量份；
重晶石碎石1600～1640重量份；
钢纤维50～60重量份；
减水剂6.4～6.8重量份；
水155～160重量份；
所述钢纤维优选为剪切波浪型钢纤维，所述剪切波浪型钢纤维优选为30*0.5mm。
本发明所述的重晶石主要成分为BaSO4，本发明所述的水泥可以为普通的水泥，例如P.O42.5水泥。也可以为高铝水泥、钡水泥、镁氧水泥等特种水泥，但是特种水泥成本高。
在水泥、钢纤维、减水剂、水的重量在上述范围内时，本发明的混凝土的重晶石砂含量过高或过低都会影响混凝土的性能，重晶石砂含量过高或过低抗压强度都会降低。重晶石碎石量过多和易性差，离析、分层较为严重，重晶石碎石过低，不能满足防辐射要求。
优选的，所述重晶石碎石的粒径为4.75mm～31.5mm。
优选的，所述重晶石砂的粒径为0.15mm～4.75mm。
更优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
优选的，所述防辐射混凝土的容重不小于3500kg/m3，强度C30以上。
优选的，所述防辐射混凝土的制备方法如下：
A.将重晶石砂、重晶石碎石和水泥充分拌合后，掺入钢纤维，减水剂和水，搅拌均匀后，得到混凝土浆，观测混凝土浆的坍落度，保证在160～180mm；
B.将A步骤所述的混凝土浆进行浇筑成型；
C.将浇筑成型的混凝土进行湿养护，优选湿养护7天以上；
从所述搅拌到浇筑的时间优选为1小时以内。
优选的，A步骤所述的搅拌的时间为90～100S。
为解决本发明的第二个技术问题，所述的防辐射混凝土的制备方法如下：
A.将重晶石砂、重晶石碎石和水泥充分拌合后，掺入钢纤维，减水剂和水，搅拌均匀后，得到混凝土浆，观测混凝土浆的坍落度，保证在160～180mm；
B.将A步骤所述的混凝土浆进行浇筑成型；
C.将浇筑成型的混凝土进行湿养护，优选湿养护7天以上。
优选的，A步骤所述的搅拌的时间为90～100S。
由于重晶石混凝土密度超过3500kg/m3，在罐车运输时需减半装料；在现场施工时，由于混凝土容重大，黏性高，一般采用吊车或者塔吊施工较为合理。
湿养护7天以上能够进一步地减小混凝土开裂风险，因此优选湿养护7天以上。
优选的，从所述搅拌到浇筑的时间为1小时以内。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
本发明实施例及对比例采用的原料如下：
水泥
四川亚东洋房牌P.O42.5R水泥，3d抗压强度27.8MPa，28d抗压强度51.3MPa，密度3150kg/m3。
粉煤灰
成都博磊Ⅰ级粉煤灰，需水量比为97％，密度2040kg/m3。
重晶石碎石：Ⅲ级人工重晶石骨料，内含部分黄铁矿、硫酸盐和硫化物，质地较Ⅰ级人工砂硬。为半透明晶体，色泽暗淡；表观密度为3870kg/m3，粒径为4.75mm～31.5mm。
重晶石砂：Ⅰ级重晶石人工砂，表观密度为4170kg/m3，粒径为0.15mm～4.75mm。
减水剂：四川巨星新型材料有限公司JX-GBNHY型聚羧酸高性能减水剂，减水率为35％，推荐掺量为1.0％～1.5％，密度为1060kg/m3。
实施例1
称取水泥385Kg，重晶石砂1355Kg，重晶石碎石1600Kg，30*0.5mm型剪切波浪型钢纤维60Kg，减水剂6.8Kg，水155Kg，将重晶石砂，重晶石碎石充分拌合后，掺入钢纤维，聚羧酸减水剂和水，搅拌100s后，得到混凝土浆，观测混凝土浆坍落度为180mm；罐车运输混凝土浆至现场，减半装料运输；运输到现场后采用吊车方式对混凝土进行直放施工，搅拌到浇筑的时间为30min以内。施工结束终凝后及时采取薄膜覆盖养护，养护时间7d拆模后效果良好，混凝土无开裂，现场容重抽查3580kg/m3，28d强度达到44.8Mpa。
对比例1
其他与实施例1相同，唯一不同的是，对比例1添加了65Kg的粉煤灰，现场容重抽查3500kg/m3，28d强度达到40.7Mpa。
可见，在本发明的混凝土中添加粉煤灰会降低混凝土的抗压强度和容重。

Claims (10)

1.防辐射混凝土，其特征在于，所述防辐射混凝土的容重不小于3500kg/m3，强度C30以上；所述防辐射混凝土由以下原料制备得到：
水泥360～380重量份；
重晶石砂1355～1420重量份；
重晶石碎石1600～1640重量份；
钢纤维50～60重量份；
减水剂6.4～6.8重量份；
水155～160重量份；
所述钢纤维为剪切波浪型钢纤维；重晶石碎石的粒径为4.75mm～31.5mm；重晶石砂的粒径为0.15mm～4.75mm；
所述防辐射混凝土的制备方法如下：
A.将重晶石砂、重晶石碎石和水泥充分拌合后，掺入钢纤维，减水剂和水，搅拌均匀后，得到混凝土浆，观测混凝土浆的坍落度，保证在160～180mm；
B.将A步骤所述的混凝土浆进行浇筑成型；
C.将浇筑成型的混凝土进行湿养护。
2.根据权利要求1所述的防辐射混凝土，其特征在于，所述剪切波浪型钢纤维为30*0.5mm。
3.根据权利要求1或2所述的防辐射混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
4.根据权利要求1所述的防辐射混凝土，其特征在于，所述湿养护7天以上。
5.根据权利要求1所述的防辐射混凝土，其特征在于，所述搅拌到浇筑的时间为1小时以内。
6.根据权利要求1所述的防辐射混凝土，其特征在于，A步骤所述的搅拌的时间为90～100S。
7.如权利要求1～6任一项所述的防辐射混凝土的制备方法，其特征在于，所述防辐射混凝土的制备方法如下：
A.将重晶石砂、重晶石碎石和水泥充分拌合后，掺入钢纤维，减水剂和水，搅拌均匀后，得到混凝土浆，观测混凝土浆的坍落度，保证在160～180mm；
B.将A步骤所述的混凝土浆进行浇筑成型；
C.将浇筑成型的混凝土进行湿养护。
8.如权利要求7所述的防辐射混凝土的制备方法，其特征在于，所述湿养护7天以上。
9.根据权利要求7所述的防辐射混凝土的制备方法，其特征在于，A步骤所述的搅拌的时间为90～100S。
10.根据权利要求7或8所述的防辐射混凝土的制备方法，其特征在于，从所述搅拌到浇筑的时间为1小时以内。
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