CN112830720A - 一种防辐射污染的墙体用砂浆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防辐射污染的墙体用砂浆,由以下重量份数的成分组成:水泥50~70份、粉煤灰20~30份、河沙20~30份、可再分散乳胶粉8~10份、20~50目重晶石砂65~75份、100~200目的重晶石粉10~20份、250~400目的重晶石粉8~15份、改性复合纤维6~10份、纳米铅粉8~12份、淀粉醚5~8份、纤维素增稠剂6~10份,改性复合纤维包括改性聚丙烯纤维、氧化石墨烯改性碳纤维和改性玻璃纤维。本发明在砂浆中通过对重晶石的颗粒级配以及加入了其他外加剂,来控制砂浆内部由于重晶石带来的离析和分层,解决了防辐射砂浆容易产生分层、离析和流挂等问题,砂浆具有良好的机械强度和韧性,不分层、不离析、不流挂,施工性好。
Description
技术领域
本发明属于特种砂浆辐射防护技术领域,主要涉及一种防辐射污染的墙体用砂浆。
背景技术
随着现代科学技术的飞速发展,医疗设备日新月异,各种高能射线在医学领域中得到越来越广泛的应用,这给人们带来方便的同时,也在某种程度上给人类带来了一些辐射危害。当今,辐射危害已被公认为继大气污染、水质污染、噪声污染后的第四大公害。据相关研究表明:电磁辐射是造成孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素;过量的电磁辐射直接影儿童组织发育、骨骼发育、视力下降,肝脏造血功能下降,严重者可导致视网膜脱落;电磁辐射可使内分泌紊乱。由于医院功能复杂,医疗设备中有众多特殊设备,如X射线机、CT机、直线加速器等。医学X光和CT检查是目前人们可能接触到的最大的人造辐射源,这种辐射能够穿透细胞,破坏DNA,对病人及医护人员造成辐射伤害。因此,放射室就需要密度大而且厚的防辐射建筑材料。
现有的防辐射砂浆大多以重晶石为屏蔽主体,重晶石具有吸收X射线和γ射线的性能,用重晶石制做的钡水泥、重晶石砂浆和重晶石混凝土,可代替金属铅板屏蔽核反应堆和防X射线的建筑物。但是现有的防辐射砂浆密度高,容易产生分层、离析和流挂等现象,这是较难克服的问题。CN105254251B公开了一种防辐射干粉砂浆及其制备方法,由以下重量份的成分组成:水泥25-32重量份,重晶石砂40-70重量份,黄砂2-33重量份,铁硼纳米合金纤维-塑钢纤维-杜拉纤维三元混杂纤维1.3-2.3重量份,外加剂0.5-2重量份。上述发明采用三元混杂纤维来抵抗早期混凝土中由于离析、泌水、收缩等因素形成的原生裂缝的发生与发展,从根源上减少原生裂缝的产生以及裂缝的数量和尺寸,提高混凝土的密实性,对混凝土基体中的各级裂缝进行填充。但是上述纤维的制备成本高,且在砂浆中的分散性均匀性不够。CN104058679A公开了一种新型水泥基核辐射屏蔽干粉砂浆,包括水泥为16.5-20%,重晶石集料为75-83.5%,铅粉为0-5%,可再分散乳胶粉为0-3%,早强剂为0-0.5%,淀粉醚为0-0.5%,纤维素醚为0-0.3%,消泡剂为0-0.3%,减水剂为0-0.5%,重晶石集料中最大颗粒的粒径为5-10mm,最小颗粒的粒径为0.050-0.75mm,其他颗粒的粒径为连续级配;对重晶石集料的最大粒度范围进行了改进;通过增加集料颗粒尺寸使单位比表面积集料所覆盖的水泥浆用量减少了,提高了防辐射砂浆重晶石集料含量。上述发明通过对重晶石进行颗粒级配,但是由于其重晶石集料过多,还是难以避免产生分层、离析和流挂等现象,且造成砂浆的成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种防辐射污染的墙体用砂浆,通过原料的选择和含量配比,解决了防辐射砂浆容易产生分层、离析和流挂等问题,所述砂浆具有良好的机械强度和韧性,不分层、不离析、不流挂,施工性好。
为实现上述目的,本发明提供的技术方案如下:
一种防辐射污染的墙体用砂浆,由以下重量份数的成分组成:水泥50~70份、粉煤灰20~30份、河沙20~30份、可再分散乳胶粉8~10份、20~50目重晶石砂65~75份、100~200目的重晶石粉10~20份、250~400目的重晶石粉8~15份、改性复合纤维6~10份、纳米铅粉8~12份、淀粉醚5~8份、纤维素增稠剂6~10份;
所述改性复合纤维包括改性聚丙烯纤维、氧化石墨烯改性碳纤维和改性玻璃纤维,所述改性聚丙烯纤维和改性玻璃纤维均通过硅烷偶联剂改性;所述改性聚丙烯纤维、氧化石墨烯改性碳纤维、改性玻璃纤维的质量比为4-5:2-3:1,其中改性聚丙烯纤维的长度为5-10mm,氧化石墨烯改性碳纤维的长度为2-4mm,改性玻璃纤维的长度为1-2mm。
本发明砂浆中利用重晶石来达到防辐射的效果,重晶石表观密度大,相对密度4.3~4.7t/m3,压碎指标值高,防γ射线效果好,BaSO4含量不低于80%;含石膏或黄铁矿的硫化物及硫酸化合物不超过7%。由于密度高,容易产生分层、离析和流挂等现象。本发明中通过对重晶石的颗粒级配以及加入了其他外加剂,来控制砂浆内部由于重晶石带来的离析和分层。
为了减少沉降,重晶石优化了颗粒级配,颗粒级配是指组成骨料的不同粒径颗粒的比例关系,将直接影响混凝土新拌性能以及后期力学性能。颗粒由最大粒径开始,依次堆积,通过调整骨料各粒径比例关系,可以得到低空隙率、密实的空间堆积状态。同时加入了纳米铅粉,纳米铅粉颗粒较小,在砂浆体系中起到细集料填充效应,但是铅粉的添加量不宜过多,由于铅粉本身对伽马射线具有优良的屏蔽性能,因此还可以增强砂浆的防辐射性能。
本发明在水泥的基础上,加入粉煤灰,粉煤灰可提高粘聚性,改善砂浆的拌合性和保水性,在一定程度上防止重晶石骨料下沉。可再分散乳胶粉是一种热塑性材料,它与无机胶凝材料水泥、河沙构成了一个理想的粘结体系,可提高粘结力、内聚力,降低弹性模量、增强砂浆的抗折强度和弯曲强度,同样也能一定程度上防止重晶石骨料下沉。淀粉醚能影响以水泥为基料的砂浆的稠度,可以降低新拌砂浆的垂流程度,改变砂浆的施工性和抗流挂性。纤维素增稠剂具有保水增稠的作用,防止水泥浆体的水分过度蒸发,保证了水泥的充分水化。
本发明添加的改性复合纤维,通过长短不一的纤维在水泥浆体内部形成致密的网络结构,加上可再分散乳胶粉形成的聚合物膜,在砂浆内组合在一起形成空间连续的聚合物网络结构膜,该结构膜可锁住砂浆内的组织结构,有效阻止砂浆的离析和分层,增加砂浆的韧性。聚丙烯纤维和玻璃纤维表面是憎水的,纤维与水泥砂浆基体界面粘结性能不甚理想。本发明通过硅烷偶联剂表面处理聚丙烯纤维和玻璃纤维后,纤维表面极性增大,有利于聚丙烯纤维和玻璃纤维在水泥砂浆中分散均匀。同时本发明以氧化石墨烯接枝到碳纤维表面,可以在碳纤维表面形成良好的润滑层,在砂浆中分散均匀,避免了碳纤维在水泥砂浆拌合的过程发生团聚的现象。同时氧化石墨烯表面具有丰富的官能团,氧化石墨烯接枝碳纤维与砂浆基体的连接作用明显增强,砂浆的界面剪切强度提高。
在本发明中,优选地,所述纤维素增稠剂为2-羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素按照质量比1-3:1-3混合而成。上述纤维素增稠剂对中性和碱性体系都适合,能与水泥砂浆中的大多数添加剂相容。
在本发明中,优选地,所述砂浆还包括减水剂和消泡剂,所述减水剂采用聚羧酸减水剂,所述消泡剂采用有机硅消泡剂,减水剂和消泡剂的用量为砂浆固体料重量的0.5wt%~1.5wt%。聚羧酸减水剂具有掺量低、保坍性能好、混凝土收缩率低、分子结构上可调性强、生产过程中不使用甲醛等突出优点。本发明可根据需要对聚羧酸减水剂的分子结构、官能团等进行调节,从而改变减水剂的使用性能。有机硅消泡剂的主要组分是由在室温下能保持液态的线状聚硅氧烷作为活性物质,具有破泡、脱泡和抑泡三种功能,表面张力小、热稳定性好、化学稳定性好。
在本发明中,优选地,所述的防辐射污染的墙体用砂浆由以下重量份数的成分组成:水泥60份、粉煤灰25份、河沙23份、可再分散乳胶粉9份、20~50目重晶石砂70份、100~200目的重晶石粉15份、250~400目的重晶石粉10份、改性复合纤维9份、纳米铅粉10份、淀粉醚6份、纤维素增稠剂8份。上述砂浆中各组分的重量配比,是本发明的较优方案,砂浆中各组分分散均匀,可使砂浆具有优良的机械强度和韧性,不分层、不离析、不流挂。
在本发明中,优选地,所述改性聚丙烯纤维的制备和改性玻璃纤维的制备:将硅烷偶联剂用无水乙醇配成浓度为1.0~2.0wt%的稀释液,然后将聚丙烯纤维和玻璃纤维浸泡在稀释液中,超声分散30min~60min后,取出用乙醇和去离子水清洗多次,烘干即得改性聚丙烯纤维和改性玻璃纤维。改性聚丙烯纤维和改性玻璃纤维的制备工艺简单,表面活化效果好。
在本发明中,优选地,所述可再分散乳胶粉为乙烯、醋酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯中的两种以上形成的共聚物;优选乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,其固含量为93%~98%,pH为7-8,最低成膜温度为0-5℃。选用的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,其特性可使其在砂浆中容易成膜,改善砂浆的性能。
在本发明中,优选地,所述纳米铅粉为纳米空心球体结构。纳米铅粉具有防辐射作用,其质量轻,结构稳定,高温稳定,在砂浆中分散效果好。
具体地,本发明还研究了所述氧化石墨烯改性碳纤维的工艺,包括如下步骤:
S1.采用改性Hummer’s方法制备氧化石墨烯,然后对碳纤维进行表面氧化处理;
S2.对碳纤维表面修饰氨基:
将表面氧化后的碳纤维加入去离子水中搅拌,调节pH值为4~6,加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐,活化15~20min,再调节pH值为7.2~7.5;然后加入分散均匀的聚乙烯亚胺水溶液和N-羟基琥珀酰亚胺,常温搅拌下反应24h,真空干燥,得到氨基化的碳纤维;所述的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺的质量比为6~8:1;
S3.碳纤维表面接枝氧化石墨烯:
将S1获得的氧化石墨烯加入水稀释,再加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐活化15min;其中,氧化石墨烯与1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐的质量比为1~3:1;调节pH值为7.2~7.5,加入N-羟基琥珀酰亚胺,震荡均匀,边震荡边滴加碱至氧化石墨烯重新均匀分散,再加入S2获得的氨基化的碳纤维,常温搅拌下反应24h,真空干燥,得到接枝氧化石墨烯的碳纤维。
优选地,所述氧化石墨烯与S2获得的氨基化的碳纤维的质量比为(0.05-0.2):1。
优选地,S2中,所述的表面氧化后的碳纤维与1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐的质量比为1~3:1,所述的表面氧化后的碳纤维与聚乙烯亚胺的质量比为2~6:1;S3中,所述的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺的质量比为5~8:1。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1、本发明在砂浆中通过对重晶石的颗粒级配以及加入了其他外加剂,来控制砂浆内部由于重晶石带来的离析和分层,解决了防辐射砂浆容易产生分层、离析和流挂等问题。本发明研制的砂浆具有良好的机械强度和韧性,不分层、不离析、不流挂,施工性好。
2、本发明的重晶石优化了颗粒级配,颗粒由最大粒径开始,依次堆积,通过调整骨料各粒径比例关系,可以得到低空隙率、密实的空间堆积状态。还加入了纳米铅粉,纳米铅粉颗粒较小,在砂浆体系中起到细集料填充效应,但是铅粉的添加量不宜过多,由于铅粉本身对伽马射线具有优良的屏蔽性能,因此还可以增强砂浆的防辐射性能。
3、本发明在砂浆中添加了改性复合纤维,通过长短不一的纤维在水泥浆体内部形成致密的网络结构,加上可再分散乳胶粉形成的聚合物膜,在砂浆内组合在一起形成空间连续的聚合物网络结构膜,该结构膜可锁住砂浆内的组织结构,有效阻止砂浆的离析和分层,增加砂浆的韧性。
4、本发明在水泥的基础上,加入粉煤灰、可再分散乳胶粉、淀粉醚和纤维素增稠剂。粉煤灰改善砂浆的拌合性和保水性,在一定程度上防止重晶石骨料下沉。可再分散乳胶粉提高粘结力、内聚力,降低弹性模量、增强砂浆的抗折强度和弯曲强度,同样也能一定程度上防止重晶石骨料下沉。淀粉醚降低新拌砂浆的垂流程度,改变砂浆的施工性和抗流挂性。纤维素增稠剂防止水泥浆体的水分过度蒸发,保证了水泥的充分水化。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进一步详细说明,但本发明要求的保护范围并不局限于实施例。
下述实施例所采用的原料如无特殊说明,均为市售。其中可再分散乳胶粉选用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,其固含量为96%左右,pH为7-8,最低成膜温度为2-4℃。采用的纳米铅粉为纳米空心球体结构,粒径为100-200nm之间。
下述实施例采用的改性聚丙烯纤维的制备和改性玻璃纤维的制备:将硅烷偶联剂用无水乙醇配成浓度为1.5wt%的稀释液,然后将聚丙烯纤维和玻璃纤维浸泡在稀释液中,超声分散45min后,取出用乙醇和去离子水清洗多次,烘干即得改性聚丙烯纤维和改性玻璃纤维。
下述实施例采用的氧化石墨烯改性碳纤维的制备:
S1.采用改性Hummer’s方法制备氧化石墨烯,然后对碳纤维进行表面氧化处理;碳纤维的表面氧化处理采用本领域的常规方法。
S2.对碳纤维表面修饰氨基:
将表面氧化后的碳纤维加入去离子水中搅拌,调节pH值为5,加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐,活化15~20min,再调节pH值为7.2~7.5;然后加入分散均匀的聚乙烯亚胺水溶液和N-羟基琥珀酰亚胺,常温搅拌下反应24h,真空干燥,得到氨基化的碳纤维;所述的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺的质量比为7:1;S2中,所述的表面氧化后的碳纤维与1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐的质量比为2:1,所述的表面氧化后的碳纤维与聚乙烯亚胺的质量比为4:1;所述氧化石墨烯与S2获得的氨基化的碳纤维的质量比为0.1:1。
S3.碳纤维表面接枝氧化石墨烯:
将S1获得的氧化石墨烯加入水稀释,再加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐活化15min;其中,氧化石墨烯与1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐的质量比为2:1;调节pH值为7.2~7.5,加入N-羟基琥珀酰亚胺,震荡均匀,边震荡边滴加碱至氧化石墨烯重新均匀分散,再加入S2获得的氨基化的碳纤维,常温搅拌下反应24h,真空干燥,得到接枝氧化石墨烯的碳纤维。所述的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺的质量比为6:1。
实施例1:
本实施例提供一种防辐射污染的墙体用砂浆,由以下重量份数的成分组成:水泥50Kg、粉煤灰20Kg、河沙20Kg、可再分散乳胶粉8Kg、20目重晶石砂65Kg、100目的重晶石粉10Kg、250目的重晶石粉8Kg、改性复合纤维6Kg、纳米铅粉8Kg、淀粉醚5Kg、纤维素增稠剂(2-羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素按照质量比1:1混合)6Kg;
所述改性复合纤维包括改性聚丙烯纤维、氧化石墨烯改性碳纤维和改性玻璃纤维;所述改性聚丙烯纤维、氧化石墨烯改性碳纤维、改性玻璃纤维的质量比为4:2:1,其中改性聚丙烯纤维的长度为5mm,氧化石墨烯改性碳纤维的长度为2mm,改性玻璃纤维的长度为1mm。
实施例2:
本实施例提供一种防辐射污染的墙体用砂浆,由以下重量份数的成分组成:水泥70Kg、粉煤灰30Kg、河沙30Kg、可再分散乳胶粉10Kg、50目重晶石砂75Kg、200目的重晶石粉20Kg、400目的重晶石粉15Kg、改性复合纤维10Kg、纳米铅粉12Kg、淀粉醚8Kg、纤维素增稠剂(2-羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素按照质量比1:3混合)10Kg;
所述改性复合纤维包括改性聚丙烯纤维、氧化石墨烯改性碳纤维和改性玻璃纤维;所述改性聚丙烯纤维、氧化石墨烯改性碳纤维、改性玻璃纤维的质量比为5:3:1,其中改性聚丙烯纤维的长度为10mm,氧化石墨烯改性碳纤维的长度为4mm,改性玻璃纤维的长度为2mm。
实施例3:
本实施例提供一种防辐射污染的墙体用砂浆,由以下重量份数的成分组成:水泥60Kg、粉煤灰25Kg、河沙23Kg、可再分散乳胶粉9Kg、45目重晶石砂70Kg、150目的重晶石粉15Kg、300目的重晶石粉10Kg、改性复合纤维9Kg、纳米铅粉10Kg、淀粉醚6Kg、纤维素增稠剂(2-羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素按照质量比2:1混合)8Kg;
所述改性复合纤维包括改性聚丙烯纤维、氧化石墨烯改性碳纤维和改性玻璃纤维;所述改性聚丙烯纤维、氧化石墨烯改性碳纤维、改性玻璃纤维的质量比为4:2.5:1,其中改性聚丙烯纤维的长度为7mm,氧化石墨烯改性碳纤维的长度为3mm,改性玻璃纤维的长度为1.5mm。
实施例4:
本实施例提供一种防辐射污染的墙体用砂浆,由以下重量份数的成分组成:水泥65Kg、粉煤灰26Kg、河沙25Kg、可再分散乳胶粉8Kg、40目重晶石砂72Kg、160目的重晶石粉17Kg、350目的重晶石粉12Kg、改性复合纤维7Kg、纳米铅粉9Kg、淀粉醚7Kg、纤维素增稠剂(2-羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素按照质量比1:2混合)7Kg、聚羧酸减水剂2.0Kg、有机硅消泡剂2.5Kg。
所述改性复合纤维包括改性聚丙烯纤维、氧化石墨烯改性碳纤维和改性玻璃纤维;所述改性聚丙烯纤维、氧化石墨烯改性碳纤维、改性玻璃纤维的质量比为4:3:1,其中改性聚丙烯纤维的长度为6mm,氧化石墨烯改性碳纤维的长度为3mm,改性玻璃纤维的长度为1mm。
实施例5:
本实施例提供一种防辐射污染的墙体用砂浆,由以下重量份数的成分组成:水泥55Kg、粉煤灰22Kg、河沙23Kg、可再分散乳胶粉9Kg、50目重晶石砂68Kg、180目的重晶石粉13Kg、280目的重晶石粉10Kg、改性复合纤维8Kg、纳米铅粉11Kg、淀粉醚6Kg、纤维素增稠剂(2-羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素按照质量比3:1混合)9Kg、聚羧酸减水剂1.5Kg、有机硅消泡剂2.0Kg。
所述改性复合纤维包括改性聚丙烯纤维、氧化石墨烯改性碳纤维和改性玻璃纤维;所述改性聚丙烯纤维、氧化石墨烯改性碳纤维、改性玻璃纤维的质量比为5:2:1,其中改性聚丙烯纤维的长度为8mm,氧化石墨烯改性碳纤维的长度为4mm,改性玻璃纤维的长度为2mm。
对比例1-4:
与实施例1相比,对比例1不添加改性复合纤维,对比例2添加100目的重晶石粉83Kg代替实施例1的级配重晶石(20目重晶石砂65Kg、100目的重晶石粉10Kg、250目的重晶石粉8Kg),对比例3不添加可再分散乳胶粉,对比例4不添加淀粉醚和纤维素增稠剂;对比例1-4的其他操作与实施例1相同。
性能测试
对本发明上述实施例1-5和对比例1-4制备的防辐射污染的墙体用砂浆进行性能测试,依据标准GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》,强度试验的龄期为7天、28天,试件的尺寸均为40mm×40mm×160mm,粘接强度依据标准JC/T 907-2002《混凝土界面处理剂》进行测试。收缩性能采用JC/T 603《水泥胶砂干缩试验方法》中关于收缩率的测试方法。砂浆的保水率测试依据JGJ/T 70-2009《砂浆保水性试验方法》。测试结果如表1所示。
对实施例1-5制备的防辐射污染的墙体用砂浆按照GBZ/T147-2002《X射线防护材料衰减性能的测定》,采用γ射线空气比释动能标准装置进行检测,采用S-Cs和S-Co两种放射源,样品的规格为300×300×30mm;结果如表2所示。
表1
表2
实施例编号 | 参考辐射 | 平均能量(keV) | 铅当量(mmPb) |
实施例1 | S-Cs | 662 | 5.6 |
实施例2 | S-Cs | 662 | 5.8 |
实施例3 | S-Cs | 662 | 5.9 |
实施例4 | S-Cs | 662 | 5.7 |
实施例5 | S-Cs | 662 | 5.7 |
实施例1 | S-Co | 1250 | 7.1 |
实施例2 | S-Co | 1250 | 7.3 |
实施例3 | S-Co | 1250 | 7.5 |
实施例4 | S-Co | 1250 | 7.3 |
实施例5 | S-Co | 1250 | 7.2 |
从以上测试结果可以看出,本发明制备的防辐射污染的墙体用砂浆具有良好的抗压折性能以及优良的粘结性能。而对比例1-4与实施例1相比,对比例1不添加改性复合纤维,对比例2添加100目的重晶石粉83Kg代替实施例1的级配重晶石,对比例3不添加可再分散乳胶粉,对比例4不添加淀粉醚和纤维素增稠剂;对比例1-4获得的砂浆其力学性能有所下降。本发明制备的防辐射污染的墙体用砂浆其屏蔽性能好,且不分层、不离析、不流挂,施工性好。
根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此,本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种防辐射污染的墙体用砂浆,其特征在于,由以下重量份数的成分组成:水泥50~70份、粉煤灰20~30份、河沙20~30份、可再分散乳胶粉8~10份、20~50目重晶石砂65~75份、100~200目的重晶石粉10~20份、250~400目的重晶石粉8~15份、改性复合纤维6~10份、纳米铅粉8~12份、淀粉醚5~8份、纤维素增稠剂6~10份;
所述改性复合纤维包括改性聚丙烯纤维、氧化石墨烯改性碳纤维和改性玻璃纤维,所述改性聚丙烯纤维和改性玻璃纤维均通过硅烷偶联剂改性;所述改性聚丙烯纤维、氧化石墨烯改性碳纤维、改性玻璃纤维的质量比为4-5:2-3:1,其中改性聚丙烯纤维的长度为5-10mm,氧化石墨烯改性碳纤维的长度为2-4mm,改性玻璃纤维的长度为1-2mm。
2.根据权利要求1所述防辐射污染的墙体用砂浆,其特征在于,所述纤维素增稠剂为2-羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素按照质量比1-3:1-3混合而成。
3.根据权利要求1所述防辐射污染的墙体用砂浆,其特征在于,所述砂浆还包括减水剂和消泡剂,所述减水剂采用聚羧酸减水剂,所述消泡剂采用有机硅消泡剂,减水剂和消泡剂的用量为砂浆固体料重量的0.5wt%~1.5wt%。
4.根据权利要求1所述防辐射污染的墙体用砂浆,其特征在于,由以下重量份数的成分组成:水泥60份、粉煤灰25份、河沙23份、可再分散乳胶粉9份、20~50目重晶石砂70份、100~200目的重晶石粉15份、250~400目的重晶石粉10份、改性复合纤维9份、纳米铅粉10份、淀粉醚6份、纤维素增稠剂8份。
5.根据权利要求1所述防辐射污染的墙体用砂浆,其特征在于,所述氧化石墨烯改性碳纤维的工艺包括如下步骤:
S1.采用改性Hummer’s方法制备氧化石墨烯,然后对碳纤维进行表面氧化处理;
S2.对碳纤维表面修饰氨基:
将表面氧化后的碳纤维加入去离子水中搅拌,调节pH值为4~6,加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐,活化15~20min,再调节pH值为7.2~7.5;然后加入分散均匀的聚乙烯亚胺水溶液和N-羟基琥珀酰亚胺,常温搅拌下反应24h,真空干燥,得到氨基化的碳纤维;所述的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺的质量比为6~8:1;
S3.碳纤维表面接枝氧化石墨烯:
将S1获得的氧化石墨烯加入水稀释,再加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐活化15min;其中,氧化石墨烯与1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐的质量比为1~3:1;调节pH值为7.2~7.5,加入N-羟基琥珀酰亚胺,震荡均匀,边震荡边滴加碱至氧化石墨烯重新均匀分散,再加入S2获得的氨基化的碳纤维,常温搅拌下反应24h,真空干燥,得到接枝氧化石墨烯的碳纤维。
6.根据权利要求5所述防辐射污染的墙体用砂浆,其特征在于,所述氧化石墨烯与S2获得的氨基化的碳纤维的质量比为(0.05-0.2):1。
7.根据权利要求5所述防辐射污染的墙体用砂浆,其特征在于,S2中,所述的表面氧化后的碳纤维与1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐的质量比为1~3:1,所述的表面氧化后的碳纤维与聚乙烯亚胺的质量比为2~6:1;S3中,所述的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺的质量比为5~8:1。
8.根据权利要求1所述防辐射污染的墙体用砂浆,其特征在于,所述可再分散乳胶粉为乙烯、醋酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯中的两种以上形成的共聚物;优选乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,其固含量为93%~98%,pH为7-8,最低成膜温度为0-5℃。
9.根据权利要求1所述防辐射污染的墙体用砂浆,其特征在于,所述改性聚丙烯纤维的制备和改性玻璃纤维的制备:将硅烷偶联剂用无水乙醇配成浓度为1.0~2.0wt%的稀释液,然后将聚丙烯纤维和玻璃纤维浸泡在稀释液中,超声分散30min~60min后,取出用乙醇和去离子水清洗多次,烘干即得改性聚丙烯纤维和改性玻璃纤维。
10.根据权利要求1所述防辐射污染的墙体用砂浆,其特征在于,所述纳米铅粉为纳米空心球体结构。
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