CN114349436A - 一种复合防辐射混凝土及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于工程材料技术领域，具体涉及一种复合防辐射混凝土及其制备工艺。其技术要点如下，各组分按重量份数计包括：硅酸盐水泥230～380份，矿渣粉45～90份，粉煤灰30～180份，钢渣粉60～120份，细骨料1100～1400份，复合冶炼渣粗骨料1000～1500份，水150～180份和外加剂10～20份。本发明提供的复合防辐射混凝土以复合冶炼渣为粗骨料，其内核以冶炼渣为主要原料，并辅以碳粉和海藻酸钠凝胶；其中冶炼渣中的Fe元素、Mn元素、Cr元素可以发挥屏蔽γ和慢中子、质子辐射的作用。

Description

一种复合防辐射混凝土及其制备工艺

技术领域

本发明属于建筑工程领域技术领域，具体涉及一种复合防辐射混凝土及其制备工艺。

背景技术

目前，不同的辐射源和仪器广泛应用于各种医疗和研究中心、石化和炼油工业、核电厂、农业和其他领域。同时，核屏蔽技术也受到了公众的高度关注。一般来说，伽马射线和中子射线是核爆炸或放射性废物释放的最具破坏性的辐射类型。这些辐射的危险主要来自其高渗透和电离能，可破坏正常人体细胞并导致基因突变。长期暴露于核辐射环境中，人们会出现免疫力下降、癌症，甚至立即死亡等问题，因此核设施的有效辐射屏蔽非常重要。

目前国内外防辐射混凝土技术通常采用磁铁矿石、褐铁矿石等铁矿石或重晶石作骨料，重质骨料作为不可再生资源价格昂贵，且仅仅通过增大混凝土密度的手段，只能达到屏蔽γ射线，无法有效屏蔽快中子。若不采用密度大的防辐射集料，则必须通过增加混凝土厚度才能达到屏蔽γ射线的目的，屏蔽能力更有限。因此，进一步探索和研究防中子辐射、屏蔽γ射线、工作性能优良，耐久性好、成本低的防辐射混凝土已势在必行。

有鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明人基于从事此类材料多年丰富经验及专业知识，配合理论分析，加以研究创新，开发一种复合防辐射混凝土及其制备工艺，其内核以冶炼渣为主要原料，并辅以碳粉和海藻酸钠凝胶；其中冶炼渣中的Fe元素、Mn元素、Cr元素可以发挥屏蔽γ和慢中子、质子辐射的作用。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种复合防辐射混凝土，对冶炼渣加进行复合改进后，通过重元素和轻元素的复配使用，对快速中速和慢速中子均有防护作用，有效提高混凝土的防辐射作用。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

本发明提供的一种复合防辐射混凝土，各组分按重量份数计包括：硅酸盐水泥230～380份，矿渣粉45～90份，粉煤灰30～180份，钢渣粉60～120份，细骨料1100～1400份，复合冶炼渣粗骨料1000～1500份，水150～180份和外加剂10～20份。

进一步的，所述钢渣粉中Fe₂O₃≥30％，比表面积≥450m²/kg，28d活性指数≥95％。

进一步的，所述细骨料为河砂、铁矿砂、玄武岩砂、重晶石砂中的一种或几种，粒径为0.05～0.25mm，表观密度为2900～4200kg/m³。

进一步的，所述复合冶炼渣粗骨料的粒径为5～20mm，表观密度为2900～4200kg/m³。

进一步的，所述复合冶炼渣粗骨料的制备方法包括以下步骤：

S1、将冶炼渣、海藻酸钠凝胶、碳粉和水，静置陈化，造粒得粒径为5～15mm的颗粒；

S2、将硅酸盐水泥、粉煤灰和水混合均匀，得均匀浆料，将所得浆料与步骤S1所得颗粒混合，利用油氨柱成型法进行骨料成型，得粒径为8～20mm的骨料；

S3、将骨料放置于成型室中进行静置，然后置于常温水中进行养护，最后置于热水中进行二次养护，取出放置在空气中自然冷却至室温。

进一步的，碳粉的粒径为0.1～0.6mm。

本发明中，采用海藻酸钠凝胶作为粘结剂，在海藻酸钠干燥后使碳粉和冶炼渣之间的粘结力大幅提高，进一步提高混凝土的力学性能，同时，在遇水后，海藻酸钠凝胶会膨胀，对混凝土的细孔进行封堵，提高了混凝土的抗渗性能。

进一步的，所述冶炼渣的粒径为1.5～3mm。

进一步的，所述步骤S1中，碳粉的加入量通过以下公式计算：

其中，M为冶炼渣的重量份数；

h为碳粉的粒径，单位为mm；

h₁为细骨料粒径，单位为mm；

H为复合冶炼渣粗骨料的粒径，单位为mm；

n为钢渣粉的重量份数；

N为细骨料的重量份数。

本发明中，采用上述公式的计算，确定碳粉和冶炼渣之间的加入量的比值，进而通过冶炼渣确定碳粉的加入量，使复合冶炼渣粗骨料中轻元素和重元素的掺量保持平衡，既能完成对快速中子、中速中子的吸收，同时也能够做到对慢速中子的吸收，有效提高复合混凝土的防辐射能力。

同时，根据粗骨料、细骨料以及碳粉的粒径的大小对碳粉的加入量进行限定，从而精确获得与细骨料粒径大小相匹配的粗骨料，提升混凝土的坍落度、抗压强度等力学性能。同时，采用钢渣粉的重量份数和细骨料的重量份数的比值对碳粉的加入量进行修饰，是由于钢渣粉同样属于重元素，在混凝土中同样能够起到屏蔽辐射的作用。因此，在考虑重元素和轻元素之间的比值时，将钢渣粉的加入量引入进来，能够使重元素和轻元素之间的比值更加精确。

进一步的，所述步骤S1中海藻酸钠凝胶、冶炼渣和碳粉的重量份数比为1:(0.15～0.3)。

进一步的，所述步骤S1中水和碳粉的重量份数比为1:(0.35～0.44)。

进一步的，所述步骤S2中硅酸盐水泥、粉煤灰和水的重量份数比为(75～90):(3～5):(8～10)；其中硅酸盐水泥与碳粉的重量份数比为100:(3～6)。

本发明的第二个目的是提供一种复合防辐射混凝土的制备工艺，具有同样的技术效果。

本发明的上述技术目的是通过下述技术方案实现的：

本发明提供的复合防辐射混凝土的制备工艺，包括如下操作步骤:

A1、将硅酸盐水泥、矿渣粉、粉煤灰和水混合均匀；

A2、向步骤A1中加入复合冶炼渣粗骨料混合均匀；

A3、向步骤A2中加入钢渣粉、细骨料和外加剂搅拌均匀得到所述复合防辐射混凝土。

综上所述，本发明具有以下有益效果:

(1)本发明以复合冶炼渣为粗骨料，其内核以冶炼渣为主要原料，并辅以碳粉和海藻酸钠凝胶；其中冶炼渣中的Fe元素、Mn元素、Cr元素可以发挥屏蔽γ和慢中子、质子辐射的作用。

(2)本发明中引入碳粉和海藻酸钠凝胶，其中，海藻酸钠凝胶和碳粉不但提供了轻元素Na和H，能够屏蔽慢速中子，与重元素屏蔽快速和中速中子协同作用，有效屏蔽了γ射线；海藻酸钠凝胶同时还起到了粘结剂的作用，使碳粉和冶炼渣紧密结合，提高了复合冶炼渣粗骨料的力学性能。

(3)本发明中海藻酸钠遇水能够膨胀，与Fe形成双凝胶体系，使混凝土的致密性大幅提高，从而进一步提高混凝土的防辐射能力和力学性能。

(4)本发明提供了复合冶炼渣粗骨料中碳粉对冶炼渣包覆率的计算公式，对轻元素和重元素的比例进行量化，避免重元素过多或轻元素过多导致的γ射线屏蔽效果下降的问题。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的一种复合防辐射混凝土及其制备工艺，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

本具体实施方式中采用主要材料的来源如下：

硅酸盐水泥：购于北京金隅水泥有限公司；

粉煤灰：北京京能电力股份有限公司；

细骨料：购于河北；

矿渣粉：购于河北唐山；

冶炼渣：华新超可隆新型建材科技有限公司；

聚羧酸减水剂：购于天津悦鸣科技发展有限公司。

其中，细骨料粒径为0.05～0.25mm，表观密度为2900～4200kg/m³；

复合冶炼渣粗骨料的粒径为5～20mm；

碳粉的粒径为0.1～0.6mm。

实施例1：一种复合防辐射混凝土及其制备工艺

本实施例提供的复合防辐射混凝土，各组分按重量份数计包括：硅酸盐水泥230份，矿渣粉45份，粉煤灰30份，钢渣粉60份，细骨料1100份，复合冶炼渣粗骨料1000份，水150份和外加剂10份。

其中，复合冶炼渣粗骨料的制备方法如下：

S1、将冶炼渣、海藻酸钠凝胶、碳粉和水，静置陈化，造粒得粒径为5～15mm的颗粒；

S2、将硅酸盐水泥、粉煤灰和水混合均匀，得均匀浆料，将所得浆料与步骤S1所得颗粒混合，利用油氨柱成型法进行骨料成型，得粒径为8～20mm的骨料；

S3、将骨料放置于成型室中进行静置，然后置于常温水中进行养护，最后置于热水中进行二次养护，取出放置在空气中自然冷却至室温。

其中，碳粉的加入量通过以下公式计算：

其中，M为冶炼渣的重量份数；

h为碳粉的粒径，单位为mm；

h₁为细骨料粒径，单位为mm；

H为复合冶炼渣粗骨料的粒径，单位为mm；n为钢渣粉的重量份数；

N为细骨料的重量份数。

海藻酸钠凝胶和碳粉的重量份数比为1:0.15；水和碳粉的重量份数比为1:0.44；步骤S2中硅酸盐水泥、粉煤灰和水的重量份数比为90:5:10；其中硅酸盐水泥与碳粉的重量份数比为100:3。细骨料粒径为0.25mm，表观密度为2900～4200kg/m³；复合冶炼渣粗骨料的粒径为20mm；碳粉的粒径为0.6mm。

本实施例提供的复合防辐射混凝土的制备工艺，包括如下操作步骤：

A1、将硅酸盐水泥、矿渣粉、粉煤灰和水混合均匀；

A2、向步骤A1中加入复合冶炼渣粗骨料混合均匀；

A3、向步骤A2中加入钢渣粉、细骨料和外加剂搅拌均匀得到所述复合防辐射混凝土。

实施例2：一种复合防辐射混凝土及其制备工艺

本实施例提供的复合防辐射混凝土，各组分按重量份数计包括：硅酸盐水泥240份，矿渣粉50份，粉煤灰60份，钢渣粉68份，细骨料1400份，复合冶炼渣粗骨料1500份，水180份和外加剂10份。

其中，复合冶炼渣粗骨料的制备方法如下：

S1、将冶炼渣、海藻酸钠凝胶、碳粉和水，静置陈化，造粒得粒径为5～15mm的颗粒；

S2、将硅酸盐水泥、粉煤灰和水混合均匀，得均匀浆料，将所得浆料与步骤S1所得颗粒混合，利用油氨柱成型法进行骨料成型，得粒径为8～20mm的骨料；

S3、将骨料放置于成型室中进行静置，然后置于常温水中进行养护，最后置于热水中进行二次养护，取出放置在空气中自然冷却至室温。

其中，碳粉的加入量通过以下公式计算：

其中，M为冶炼渣的重量份数；

h为碳粉的粒径，单位为mm；

h₁为细骨料粒径，单位为mm；

H为复合冶炼渣粗骨料的粒径，单位为mm；n为钢渣粉的重量份数；

N为细骨料的重量份数。

海藻酸钠凝胶和碳粉的重量份数比为1:0.3；水和碳粉的重量份数比为1:0.35；步骤S2中硅酸盐水泥、粉煤灰和水的重量份数比为90:5:10；其中硅酸盐水泥与碳粉的重量份数比为100:6。细骨料粒径为0.15mm，表观密度为2900～4200kg/m³；复合冶炼渣粗骨料的粒径为6mm；碳粉的粒径为0.4mm。

本实施例提供的复合防辐射混凝土的制备工艺，包括如下操作步骤：

A1、将硅酸盐水泥、矿渣粉、粉煤灰和水混合均匀；

A2、向步骤A1中加入复合冶炼渣粗骨料混合均匀；

A3、向步骤A2中加入钢渣粉、细骨料和外加剂搅拌均匀得到所述复合防辐射混凝土。

实施例3：一种复合防辐射混凝土及其制备工艺

本实施例提供的复合防辐射混凝土，各组分按重量份数计包括：硅酸盐水泥380份，矿渣粉80份，粉煤灰70份，钢渣粉80份，细骨料1200份，复合冶炼渣粗骨料1400份，水160份和外加剂15份。

其中，复合冶炼渣粗骨料的制备方法如下：

S1、将冶炼渣、海藻酸钠凝胶、碳粉和水，静置陈化，造粒得粒径为5～15mm的颗粒；

S2、将硅酸盐水泥、粉煤灰和水混合均匀，得均匀浆料，将所得浆料与步骤S1所得颗粒混合，利用油氨柱成型法进行骨料成型，得粒径为8～20mm的骨料；

S3、将骨料放置于成型室中进行静置，然后置于常温水中进行养护，最后置于热水中进行二次养护，取出放置在空气中自然冷却至室温。

其中，碳粉的加入量通过以下公式计算：

其中，M为冶炼渣的重量份数；

h为碳粉的粒径，单位为mm；

h₁为细骨料粒径，单位为mm；

H为冶炼渣的粒径，单位为mm；n为钢渣粉的重量份数；

N为细骨料的重量份数。

海藻酸钠凝胶和碳粉的重量份数比为1:0.18；水和碳粉的重量份数比为1:0.39；步骤S2中硅酸盐水泥、粉煤灰和水的重量份数比为80:4:9；其中硅酸盐水泥与碳粉的重量份数比为100:5。细骨料粒径为0.15mm，表观密度为2900～4200kg/m³；复合冶炼渣粗骨料的粒径为8mm；碳粉的粒径为0.5mm。

本实施例提供的复合防辐射混凝土的制备工艺，包括如下操作步骤：

A1、将硅酸盐水泥、矿渣粉、粉煤灰和水混合均匀；

A2、向步骤A1中加入冶炼渣混合均匀；

A3、向步骤A2中加入钢渣粉、细骨料和外加剂搅拌均匀得到所述复合防辐射混凝土。

实施例4：一种复合防辐射混凝土及其制备工艺

本实施例提供的复合防辐射混凝土，各组分按重量份数计包括：硅酸盐水泥350份，矿渣粉76份，粉煤灰88份，钢渣粉93份，细骨料1250份，复合冶炼渣粗骨料1300份，水165份和外加剂12份。

其中，复合冶炼渣粗骨料的制备方法如下：

S1、将冶炼渣、海藻酸钠凝胶、碳粉和水，静置陈化，造粒得粒径为5～15mm的颗粒；

S2、将硅酸盐水泥、粉煤灰和水混合均匀，得均匀浆料，将所得浆料与步骤S1所得颗粒混合，利用油氨柱成型法进行骨料成型，得粒径为8～20mm的骨料；

S3、将骨料放置于成型室中进行静置，然后置于常温水中进行养护，最后置于热水中进行二次养护，取出放置在空气中自然冷却至室温。

其中，碳粉的加入量通过以下公式计算：

其中，M为冶炼渣的重量份数；

h为碳粉的粒径，单位为mm；

h₁为细骨料粒径，单位为mm；

H为复合冶炼渣粗骨料的粒径，单位为mm；n为钢渣粉的重量份数；

N为细骨料的重量份数。

海藻酸钠凝胶和碳粉的重量份数比为1:0.20；水和碳粉的重量份数比为1:0.40；步骤S2中硅酸盐水泥、粉煤灰和水的重量份数比为85:4:9；其中硅酸盐水泥与碳粉的重量份数比为100:5.5。其中，细骨料粒径为0.20mm，表观密度为2900～4200kg/m³；复合冶炼渣粗骨料的粒径为8mm；碳粉的粒径为0.3mm。

本实施例提供的复合防辐射混凝土的制备工艺，包括如下操作步骤：

A1、将硅酸盐水泥、矿渣粉、粉煤灰和水混合均匀；

A2、向步骤A1中加入复合冶炼渣粗骨料混合均匀；

A3、向步骤A2中加入钢渣粉、细骨料和外加剂搅拌均匀得到所述复合防辐射混凝土。

实施例5：一种复合防辐射混凝土及其制备工艺

本实施例提供的复合防辐射混凝土，各组分按重量份数计包括：硅酸盐水泥300份，矿渣粉77份，粉煤灰65份，钢渣粉80份，细骨料1300份，复合冶炼渣粗骨料1250份，水180份和外加剂14份。

其中，复合冶炼渣粗骨料的制备方法如下：

S1、将冶炼渣、海藻酸钠凝胶、碳粉和水，静置陈化，造粒得粒径为5～15mm的颗粒；

S2、将硅酸盐水泥、粉煤灰和水混合均匀，得均匀浆料，将所得浆料与步骤S1所得颗粒混合，利用油氨柱成型法进行骨料成型，得粒径为8～20mm的骨料；

S3、将骨料放置于成型室中进行静置，然后置于常温水中进行养护，最后置于热水中进行二次养护，取出放置在空气中自然冷却至室温。

其中，碳粉的加入量通过以下公式计算：

其中，M为冶炼渣的重量份数；

h为碳粉的粒径，单位为mm；

h₁为细骨料粒径，单位为mm；

H为复合冶炼渣粗骨料的粒径，单位为mm；n为钢渣粉的重量份数；

N为细骨料的重量份数。

海藻酸钠凝胶和碳粉的重量份数比为1:0.25；水和碳粉的重量份数比为1:0.44；步骤S2中硅酸盐水泥、粉煤灰和水的重量份数比为90:4:9；其中硅酸盐水泥与碳粉的重量份数比为100:5.5。其细骨料粒径为0.20mm，表观密度为2900～4200kg/m³；复合冶炼渣粗骨料的粒径为10mm；碳粉的粒径为0.4mm。

本实施例提供的复合防辐射混凝土的制备工艺，包括如下操作步骤：

A1、将硅酸盐水泥、矿渣粉、粉煤灰和水混合均匀；

A2、向步骤A1中加入复合冶炼渣粗骨料混合均匀；

A3、向步骤A2中加入钢渣粉、细骨料和外加剂搅拌均匀得到所述复合防辐射混凝土。

对比实施例1：一种复合防辐射混凝土及其制备工艺

本实施例提供的复合防辐射混凝土，各组分按重量份数计包括：硅酸盐水泥300份，矿渣粉77份，粉煤灰65份，钢渣粉80份，细骨料1300份，复合冶炼渣粗骨料1250份，水180份和外加剂14份。

其中，复合冶炼渣粗骨料的制备方法如下：

S1、将冶炼渣、海藻酸钠凝胶和水，静置陈化，造粒得粒径为5～15mm的颗粒；

S2、将硅酸盐水泥、粉煤灰和水混合均匀，得均匀浆料，将所得浆料与步骤S1所得颗粒混合，利用油氨柱成型法进行骨料成型，得粒径为8～20mm的骨料；

S3、将骨料放置于成型室中进行静置，然后置于常温水中进行养护，最后置于热水中进行二次养护，取出放置在空气中自然冷却至室温。

海藻酸钠凝胶和冶炼渣的重量份数比为1:0.25；水和冶炼渣的重量份数比为1:0.044；步骤S2中硅酸盐水泥、粉煤灰和水的重量份数比为90:4:9；其中硅酸盐水泥与冶炼渣的重量份数比为100:5.5。

本实施例提供的复合防辐射混凝土的制备工艺，包括如下操作步骤：

A1、将硅酸盐水泥、矿渣粉、粉煤灰和水混合均匀；

A2、向步骤A1中加入复合冶炼渣粗骨料混合均匀；

A3、向步骤A2中加入钢渣粉、细骨料和外加剂搅拌均匀得到所述复合防辐射混凝土。

对比实施例2：

一种复合防辐射混凝土及其制备工艺

本实施例提供的复合防辐射混凝土，各组分按重量份数计包括：硅酸盐水泥300份，矿渣粉77份，粉煤灰65份，钢渣粉80份，细骨料1300份，复合冶炼渣粗骨料1250份，水180份和外加剂14份。

其中，复合冶炼渣粗骨料的制备方法如下：

S1、将冶炼渣、海藻酸钠凝胶和水，静置陈化，造粒得粒径为5～15mm的颗粒；

S2、将硅酸盐水泥、粉煤灰和水混合均匀，得均匀浆料，将所得浆料与步骤S1所得颗粒混合，利用油氨柱成型法进行骨料成型，得粒径为8～20mm的骨料；

S3、将骨料放置于成型室中进行静置，然后置于常温水中进行养护，最后置于热水中进行二次养护，取出放置在空气中自然冷却至室温。

其中，冶炼渣和碳粉的重量份数比是3:1，海藻酸钠凝胶和碳粉的重量份数比为1:0.25；水和碳粉的重量份数比为1:0.44；步骤S2中硅酸盐水泥、粉煤灰和水的重量份数比为90:4:9；其中硅酸盐水泥与碳粉的重量份数比为100:5.5。其细骨料粒径为0.20mm，表观密度为2900～4200kg/m³；复合冶炼渣粗骨料的粒径为10mm；碳粉的粒径为0.4mm。

本实施例提供的复合防辐射混凝土的制备工艺，包括如下操作步骤:

A1、将硅酸盐水泥、矿渣粉、粉煤灰和水混合均匀；

A2、向步骤A1中加入复合冶炼渣粗骨料混合均匀；

A3、向步骤A2中加入钢渣粉、细骨料和外加剂搅拌均匀得到所述复合防辐射混凝土。

对比实施例3:一种复合防辐射混凝土及其制备工艺

本实施例提供的复合防辐射混凝土，各组分按重量份数计包括：硅酸盐水泥300份，矿渣粉77份，粉煤灰65份，钢渣粉80份，细骨料1300份，复合冶炼渣粗骨料1250份，水180份和外加剂14份。

其中，复合冶炼渣粗骨料的制备方法如下：

S1、将冶炼渣、碳粉和水，静置陈化，造粒得粒径为5～15mm的颗粒；

S2、将硅酸盐水泥、粉煤灰和水混合均匀，得均匀浆料，将所得浆料与步骤S1所得颗粒混合，利用油氨柱成型法进行骨料成型，得粒径为8～20mm的骨料；

S3、将骨料放置于成型室中进行静置，然后置于常温水中进行养护，最后置于热水中进行二次养护，取出放置在空气中自然冷却至室温。

其中，碳粉的加入量通过以下公式计算：

其中，M为冶炼渣的重量份数；

h为碳粉的粒径，单位为mm；

h₁为细骨料粒径，单位为mm；

H为复合冶炼渣粗骨料的粒径，单位为mm；n为钢渣粉的重量份数；

N为细骨料的重量份数。

水和碳粉的重量份数比为1:0.44；步骤S2中硅酸盐水泥、粉煤灰和水的重量份数比为90:4:9；其中硅酸盐水泥与碳粉的重量份数比为100:5.5。其细骨料粒径为0.20mm，表观密度为2900～4200kg/m³；复合冶炼渣粗骨料的粒径为10mm；碳粉的粒径为0.4mm。

本实施例提供的复合防辐射混凝土的制备工艺，包括如下操作步骤：

A1、将硅酸盐水泥、矿渣粉、粉煤灰和水混合均匀；

A2、向步骤A1中加入复合冶炼渣粗骨料混合均匀；

A3、向步骤A2中加入钢渣粉、细骨料和外加剂搅拌均匀得到所述复合防辐射混凝土。

性能测试：

对实施例1～5和对比实施例1～2的复合防辐射混凝土的防辐射性能进行测试，结果如下：

表1.实施例1～5和对比实施例1～3的复合防辐射混凝土的防辐射性能测试结果

对实施例1～5和对比实施例1～2的复合防辐射混凝土的力学进行测试，结果如下：

表2实施例1～5和对比实施例1～3的混凝土性能测试结果

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例展示如上，但并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种复合防辐射混凝土，其特征在于，各组分按重量份数计包括：硅酸盐水泥230～380份，矿渣粉45～90份，粉煤灰30～180份，钢渣粉60～120份，细骨料1100～1400份，复合冶炼渣粗骨料1000～1500份，水150～180份和外加剂10～20份。

2.根据权利要求1所述的一种复合防辐射混凝土，其特征在于，所述钢渣粉中Fe₂O₃≥30％，比表面积≥450m²/kg，28d活性指数≥95％。

3.根据权利要求1所述的一种复合防辐射混凝土，其特征在于，所述细骨料为河砂、铁矿砂、玄武岩砂、重晶石砂中的一种或几种，粒径为0.05～0.25mm，表观密度为2900～4200kg/m³。

4.根据权利要求1所述的一种复合防辐射混凝土，其特征在于，所述复合冶炼渣粗骨料的粒径为5～20mm，表观密度为2900～4200kg/m³。

5.根据权利要求4所述的一种复合防辐射混凝土，其特征在于，所述复合冶炼渣粗骨料的制备方法包括以下步骤：

S1、将冶炼渣、海藻酸钠凝胶、碳粉和水，静置陈化，造粒得粒径为5～15mm的颗粒；

S2、将硅酸盐水泥、粉煤灰和水混合均匀，得均匀浆料，将所得浆料与步骤S1所得颗粒混合，利用油氨柱成型法进行骨料成型，得粒径为8～20mm的骨料；

S3、将骨料放置于成型室中进行静置，然后置于常温水中进行养护，最后置于热水中进行二次养护，取出放置在空气中自然冷却至室温。

6.根据权利要求5所述的一种复合防辐射混凝土，其特征在于，所述步骤S1中，碳粉的加入量通过以下公式计算：

其中，M为冶炼渣的重量份数；

h为碳粉的粒径，单位为mm；

h₁为细骨料粒径，单位为mm；

H为复合冶炼渣粗骨料的粒径，单位为mm；n为钢渣粉的重量份数；

N为细骨料的重量份数。

7.根据权利要求6所述的一种复合防辐射混凝土，其特征在于，所述步骤S1中海藻酸钠凝胶和碳粉的重量份数比为1:(0.15～0.3)。

8.根据权利要求6所述的一种复合防辐射混凝土，其特征在于，所述步骤S1中水和碳粉的重量份数比为1:(0.35～0.44)。

9.根据权利要求6所述的一种复合防辐射混凝土，其特征在于，所述步骤S2中硅酸盐水泥、粉煤灰和水的重量份数比为(75～90):(3～5):(8～10)；其中硅酸盐水泥与碳粉的重量份数比为100:(3～6)。

10.前述的复合防辐射混凝土的制备工艺，其特征在于，包括如下操作步骤：

A1、将硅酸盐水泥、矿渣粉、粉煤灰和水混合均匀；

A2、向步骤A1中加入复合冶炼渣粗骨料混合均匀；

A3、向步骤A2中加入钢渣粉、细骨料和外加剂搅拌均匀得到所述复合防辐射混凝土。