CN111807778A - 用于屏蔽辐射用的混凝土 - Google Patents

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刘洋洋
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Abstract

本发明提供了一种用于屏蔽辐射用的混凝土，包括：粗骨料、细骨料、胶凝材料、粉煤灰、矿渣微粉、膨胀剂、聚丙烯纤维、减水剂、自愈微胶囊和水，所述粗骨料包括重晶石和砂石，所述细骨料包括重晶石和砂石，所述胶凝材料包括硅酸盐水泥，所述自愈微胶囊包括囊壳和灌注于所述囊壳中的胶液，所述胶液为硅酸锂溶液、或硅酸锂和硅酸钠的混合液。本发明解决了常规混凝土的容重低且难以满足屏蔽直线加速器辐射的问题。

Description

用于屏蔽辐射用的混凝土
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种用于屏蔽辐射用的混凝土。
背景技术
医院直线加速器辐射屏蔽用的大体积混凝土，用来屏蔽直线加速器运行中可能产生的危害辐射，从而在后期项目投入使用时，能够对人群进行辐射安全防护。直线加速器辐射屏蔽所用的混凝土具有厚度大，密度大，硬化后无裂缝的整体特征，要求混凝土容重达到2900kg/m3。
目前通常使用的混凝土容重通常在2400kg/m3以下，因此难以满足屏蔽辐射的要求。
发明内容
为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种用于屏蔽辐射用的混凝土，以解决常规混凝土的容重低且难以满足屏蔽直线加速器辐射的问题。
为实现上述目的，提供一种用于屏蔽辐射用的混凝土，包括：
包括：粗骨料、细骨料、胶凝材料、粉煤灰、矿渣微粉、膨胀剂、聚丙烯纤维、减水剂、自愈微胶囊和水，所述粗骨料包括重晶石和砂石，所述细骨料包括重晶石和砂石，所述胶凝材料包括硅酸盐水泥，所述自愈微胶囊包括囊壳和灌注于所述囊壳中的胶液，所述胶液为硅酸锂溶液、或硅酸锂和硅酸钠的混合液。
进一步的，所述膨胀剂包括轻烧氧化镁。
进一步的，所述硅酸锂和硅酸钠的混合液中硅酸锂与硅酸钠的摩尔数的比值为2。
进一步的，所述自愈微胶囊的长度为1mm。
进一步的，所述自愈微胶囊的体积掺量为所述凝胶材料总体积的1％。
进一步的，所述囊壳为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚丙烯酰胺、环氧树脂中的任意一种。
进一步的，所述粉煤灰和所述矿渣微粉的质量掺量为所述胶凝材料总质量的20％～50％。
进一步的，所述膨胀剂的质量掺量为所述胶凝材料总质量的6％～10％。
进一步的，所述聚丙烯纤维的体积掺量为所述凝胶材料总体积的0.1％。
本发明的有益效果在于，本发明的用于屏蔽辐射用的混凝土采用重晶石粗骨料和重晶石细骨料，重晶石的容重大于通常使用的骨料母岩，因此可以高效地调节混凝土拌合物的容重。此外，在胶凝材料中掺入粉煤灰和矿渣微粉，降低混凝土中硅酸盐水泥的用量，能有效降低混凝土的水化热，避免延迟钙矾石反应的发生以及降低混凝土因温差产生的应力，降低了混凝土开裂的风险。在胶凝材料中掺入的膨胀剂，通过掺入膨胀剂，对混凝土硬化和干燥过程中的产生的收缩变形进行补偿，降低混凝土开裂风险。通过掺入聚丙烯纤维防止混凝土早期塑性开裂。在混凝土中添加封装有硅酸锂溶液、或硅酸锂与硅酸钠的混合液的自愈微胶囊后，在混凝土产生小于1mm的微裂纹，并且该微裂纹到达自愈微胶囊处时，自愈微胶囊在微裂纹的撕裂搓折后破裂，进而释放自愈微胶囊的囊壳内的胶液，胶液渗入微裂纹并于混凝土反应，生成水化硅酸钙凝胶填充裂缝，起到自愈合混凝土的作用。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明提供了一种用于屏蔽辐射用的混凝土，包括：粗骨料、细骨料、胶凝材料、粉煤灰、矿渣微粉、膨胀剂、聚丙烯纤维、减水剂、自愈微胶囊和水。
其中，粗骨料包括重晶石和砂石。
细骨料包括重晶石和砂石。
胶凝材料包括硅酸盐水泥。
膨胀剂包括轻烧氧化镁。
自愈微胶囊包括囊壳和胶液。胶液灌注于囊壳中。胶液为硅酸锂溶液、或硅酸锂与硅酸钠的混合液。
本发明的用于屏蔽辐射用的混凝土采用重晶石粗骨料和重晶石细骨料，重晶石的容重大于通常使用的骨料母岩，因此可以高效地调节混凝土拌合物的容重。此外，在胶凝材料中掺入粉煤灰和矿渣微粉，降低混凝土中硅酸盐水泥的用量，能有效降低混凝土的水化热，避免延迟钙矾石反应的发生以及降低混凝土因温差产生的应力，降低了混凝土开裂的风险，同时可以降低混凝土孔隙率，以提高混凝土抵抗离子侵蚀的能力，达到提高混凝土耐久性的目的。在胶凝材料中掺入的膨胀剂，通过掺入膨胀剂，对混凝土硬化和干燥过程中的产生的收缩变形进行补偿，降低混凝土开裂风险。通过掺入聚丙烯纤维防止混凝土早期塑性开裂。
在混凝土中添加封装有硅酸锂溶液、或硅酸锂与硅酸钠的混合液的自愈微胶囊后，在混凝土产生小于1mm的微裂纹，并且该微裂纹到达自愈微胶囊处时，自愈微胶囊在微裂纹的撕裂搓折后破裂，进而释放自愈微胶囊的囊壳内的胶液，胶液渗入微裂纹并于混凝土反应，生成水化硅酸钙凝胶填充裂缝，起到自愈合混凝土的作用。
使混凝土拌合物的容重由通常的2400kg/m3以下，达到直线加速器辐射屏蔽用混凝土所要求的拌合物容重2900kg/m3，满足防辐射性能指标。
对于自愈微胶囊的胶液，其中，当胶液为硅酸锂与硅酸钠的混合液时，混合液中的硅酸锂与硅酸钠的摩尔数的比值为2。
自愈微胶囊的长度为1mm。
自愈微胶囊的体积掺量为所述凝胶材料总体积的1％。
自愈微胶囊的囊壳为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚丙烯酰胺、环氧树脂中的任意一种。
粉煤灰和矿渣微粉的质量掺量为所述胶凝材料总质量的20％～50％。其中，粉煤灰为凝胶材料的质量的20％～40％，矿渣微粉为胶凝材料的体积的0％～30％。
进一步的，膨胀剂为不同煅烧温度的轻烧氧化镁、或氧化镁复惨其它膨胀剂。添加含有轻烧氧化镁的膨胀剂，使得混凝土服役的早期、中期和后期均能补充其收缩，补充时期覆盖了混凝土的中后期，起到预防开裂的作用。
膨胀剂的质量掺量为胶凝材料总质量的6％～10％。
聚丙烯纤维的体积掺量为凝胶材料总体积的0.1％。
作为一种较佳的实施方式，每立方米的本发明的用于屏蔽辐射用的混凝土，包括：835kg～1339kg的重晶石粗骨料、0kg～630kg的砂石粗骨料、0kg～905kg的重晶石细骨料、0kg～930kg的砂石细骨料、166kg～269kg的胶凝材料(波兰特水泥)、粉煤灰为凝胶材料的质量的20％～40％，矿渣微粉为胶凝材料的体积的0％～30％、膨胀剂为胶凝材料总质量的6％～10％、聚丙烯纤维为凝胶材料总体积的0.1％、减水剂为胶凝材料质量的1％～1.5％、自愈微胶囊为胶凝材料体积的1％和145kg～160kg的水。
实施例一
本发明提供一种用于屏蔽辐射用的混凝土，其原料各组分按重量份计，包括：1339份的重晶石粗骨料、930份的砂石细骨料、264份波兰特水泥、176份的粉煤灰，49份的膨胀剂、1份的聚丙烯纤维为、5.3份的减水剂、10.7份自愈微胶囊和145份的水。
实施例二
本发明提供一种用于屏蔽辐射用的混凝土，其原料各组分按重量份计，包括：955份的重晶石粗骨料、630份的砂石粗骨料、905份的重晶石细骨料、269份波兰特水泥、73份的粉煤灰，40份的膨胀剂、1份的聚丙烯纤维为、4.5份的减水剂、11份自愈微胶囊和153份的水。
实施例三
本发明提供一种用于屏蔽辐射用的混凝土，其原料各组分按重量份计，包括：835份的重晶石粗骨料、550份的砂石粗骨料、760份的重晶石细骨料、800份的砂石细骨料、166份波兰特水泥、66份的粉煤灰、100份的矿渣微粉，26.6份的膨胀剂、1份的聚丙烯纤维为、3.9份的减水剂、11份自愈微胶囊和160份的水。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请型的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种用于屏蔽辐射用的混凝土，其特征在于，包括：粗骨料、细骨料、胶凝材料、粉煤灰、矿渣微粉、膨胀剂、聚丙烯纤维、减水剂、自愈微胶囊和水，所述粗骨料包括重晶石和砂石，所述细骨料包括重晶石和砂石，所述胶凝材料包括硅酸盐水泥，所述自愈微胶囊包括囊壳和灌注于所述囊壳中的胶液，所述胶液为硅酸锂溶液、或硅酸锂和硅酸钠的混合液。
2.根据权利要求1所述的用于屏蔽辐射用的混凝土，其特征在于，所述膨胀剂包括轻烧氧化镁。
3.根据权利要求1所述的用于屏蔽辐射用的混凝土，其特征在于，所述硅酸锂和硅酸钠的混合液中硅酸锂与硅酸钠的摩尔数的比值为2。
4.根据权利要求1所述的用于屏蔽辐射用的混凝土，其特征在于，所述自愈微胶囊的长度为1mm。
5.根据权利要求1所述的用于屏蔽辐射用的混凝土，其特征在于，所述自愈微胶囊的体积掺量为所述凝胶材料总体积的1％。
6.根据权利要求1所述的用于屏蔽辐射用的混凝土，其特征在于，所述囊壳为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚丙烯酰胺、环氧树脂中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的用于屏蔽辐射用的混凝土，其特征在于，所述粉煤灰和所述矿渣微粉的质量掺量为所述胶凝材料总质量的20％～50％。
8.根据权利要求1所述的用于屏蔽辐射用的混凝土，其特征在于，所述膨胀剂的质量掺量为所述胶凝材料总质量的6％～10％。
9.根据权利要求1所述的用于屏蔽辐射用的混凝土，其特征在于，所述聚丙烯纤维的体积掺量为所述凝胶材料总体积的0.1％。
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