[發明專利]一種能減少二次輻射的防輻射混凝土及其制備方法

在審

• 申請號: 201910089641.1
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109574608A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 楊李寧;胡寶苓;楊康;張迎新;田俊嶺
• 申請（專利權）人: 北京新時代寰宇科技發展有限公司
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所(普通合伙) 11303
• 代理人: 遆俊臣

本發明公開了一種能減少二次輻射的防輻射混凝土及其制備方法，屬于建筑領域，包括如下重量份的原料：高鋁水泥100～200份、重晶石500～700份、氧化鋁陶瓷80～160、硼砂15～40份、鋼渣微粉50～120份、礦渣微粉70～140份、鋼纖維10～30份、減水劑2～8份、早強劑2～8份、緩凝劑2～8份和水100～200份。本發明的防輻射混凝土具有免二次輻射、表觀密度大、抗γ和中子射線能力強、抗壓強度高、耐火耐高溫、抗裂和抗形變能力強、工作性能好、施工簡便、造價低、環保無毒等綜合優點，適用于醫院工程、軍事工程、安防工程等需要抵御各種射線輻射危害等場合中。

技術領域

本發明涉及建筑領域，特別是涉及一種能減少二次輻射的防輻射混凝土及其制備方法。

背景技術

隨著世界經濟的快速發展和世界格局的瞬息萬變，大量核電項目如核電站、原子能工業、核反應堆等迅速崛起，核輻射成為人類健康威脅的元兇之一。例如2011年3月日本發生的9級特大地震，由此引發海嘯與核電站爆炸，導致核泄漏，給大氣和海洋環境造成了災難性的影響。對于國防軍事過程和工業民用建設，核輻射的預防不容忽視，世界各國也逐漸認識到防輻射材料的重要性。對建材行業來說，加大對新型高效防輻射材料的研究和應用，具有重大戰略意義和深遠的社會影響。

目前為止，防輻射材料包括鋼板、鉛板、水和混凝土幾種，其中鉛和鋼對X和γ射線具有較好的屏蔽作用，但鉛徐變性較大，荷載較大時不宜使用，且鉛來源少，價格貴；鋼雖有較好的力學性能，但施工性能差、易腐蝕；水對中子射線有良好的屏蔽作用，且成本低，但其難以定型，不易管理。而混凝土防護效果較好，原材料來源廣泛，價格低廉，便于施工，形狀尺寸可控。因此，在防輻射防護材料中，混凝土的綜合技術經濟效果最佳，防輻射混凝土也成為目前使用最為廣泛和經濟的防輻射材料。

防輻射混凝土是一種能夠有效防護對人體有害的射線輻射的新型混凝土，又叫防射線混凝土、屏蔽混凝土、原子能防護混凝土、核反應堆混凝土等。其防御的射線主要包括α、β、γ、X射線和中子流。α射線是氦核，吸入體內危害較大；β射線是電子流，照射皮膚后明顯燒傷。這兩類射線穿透力較小，危害距離較近，因此一般的密實混凝土均能防御。對于γ和X射線，穿透能力較強，能穿透人體和建筑物，危害距離較遠。根據理論推算，當混凝土的厚度一定時，混凝土的表觀密度越大，吸收γ或X射線能力越強。也就是說，高密度和高密實度的混凝土是作為防γ和X射線輻射的最佳選擇。中子射線是由中性粒子組成的粒子流，不帶電，但穿透能力強，對生命細胞的殺傷力遠強于γ和X射線，且為不可修復。可通過與重原子核的碰撞來實現對快速中子的屏蔽減速，對中速和慢速中子的屏蔽，則需要如H、B、H₂O等輕元素為“中子吸收劑”。

防輻射混凝土不僅要有較大的表觀密度，還應含有足夠數量的結晶水及硼、鋰、鎘等輕元素，同時通過混凝土的高強高性能化提高水泥密實性，降低孔隙率，從而提高防輻射混凝土的耐久性，保證其防輻射能力的有效性和長期穩定性。

目前，防輻射混凝土技術主要方法之一就是采用磁鐵礦石、褐鐵礦石或重晶石作粗細骨料，并引入充分數量的結晶水和含硼、鋰等輕元素的化合物。雖然重晶石混凝土是較為理想的防輻射混凝土，但隨著凍融循環次數增加，其屏蔽性能呈下降趨勢；對含硼混凝土來說，硼酸及其熔塊摻量為0.5％～1％時，嚴重影響其凝結時間。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種有效改善防輻射混凝土的屏蔽性能和密實性、強度、抗裂性及耐久性的能減少二次輻射的防輻射混凝土及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案如下：

一方面，本發明提供一種能減少二次輻射的防輻射混凝土，包括如下重量份的原料：高鋁水泥100～200份、重晶石500～700份、氧化鋁陶瓷80～160、硼砂15～40份、鋼渣微粉50～120份、礦渣微粉70～140份、鋼纖維10～30份、減水劑2～8份、早強劑2～8份、緩凝劑2～8份和水100～200份。