[發明專利]一種赤鐵礦混凝土及其配比設計方法

在審

• 申請號: 202110007100.7
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112777977A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 張有佳;李小軍;劉旭晨;王子彥;王沖;陳彥達
• 申請（專利權）人: 東北電力大學;北京工業大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林;臧廣維

本發明涉及混凝土，特別涉及防輻射混凝土，是一種赤鐵礦混凝土，其特征是，由重量份比的水泥、水、赤鐵礦砂、赤鐵礦石和減水劑組成。其赤鐵礦混凝土的配比設計方法包括以下步驟：1)計算試配強度；2)確定水與水泥的比；3)確定單位用水量；4)確定骨料用量。密度高，強度大，而且相對于其他防輻射混凝土，防輻射效果更好。

技術領域：

本發明涉及混凝土，特別涉及防輻射混凝土，是一種赤鐵礦混凝土及其配比設計方法。

背景技術：

防輻射混凝土主要用于原子能工業以及應用放射性同位素的裝置中，如反應堆、加速器、放射化學裝置、海關、醫院等的防護結構。主要作用能遮蔽x射線、γ射線等對人體有危害的混凝土。它由水泥、水及重骨料配制而成，其表觀密度一般在3000kg/m3以上。混凝土愈重，或者說，混凝土表觀密度越高，其防護x 射線、γ射線的性能越好，且防護結構的厚度可減小。當前核電站和醫院應用的是防輻射混凝土和鋼板的復合材料的防輻射結構，迄今為止，未見有表觀密度超過3700kg/m3的赤鐵礦混凝土及其配比設計方法的實際應用和文獻報道。

配制防輻射混凝土時，宜采用膠結力強、水化結合水量高的水泥，如硅酸鹽水泥，最好使用硅酸鍶等重水泥。采用高鋁水泥施工時需采取冷卻措施。常用重骨料主要有重晶石(BaSO₄)、褐鐵礦(2Fe₂O₃.3H₂O)、磁鐵礦(Fe₃O₄)、赤鐵礦 (Fe₂O₃)等。另外，摻入硼和硼化物及鋰鹽等，也能有效改善混凝土的防護性能。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服上述現有技術的不足，提供一種赤鐵礦混凝土及其配比設計方法。

1本發明所采用的技術方案之一是：一種赤鐵礦混凝土，其特征是，它由重量份比的下述材料組成：135.45份水泥、354.674份～450份水、980.656份～ 1011.160份赤鐵礦砂、2083.894份～2148.716份赤鐵礦石和0.709份～2.25份減水劑。

所述赤鐵礦混凝土為抗壓強度標準值40MPa的赤鐵礦混凝土。

本發明所采用的技術方案之二是：一種赤鐵礦混凝土的配比設計方法，其特征是，包括以下步驟：

1)計算試配強度

試配強度按照式(1)計算

f_cu,0＝f_cu,k+tσ (1)

式中：fcu0—混凝土適配強度，fcuk—設計的混凝土立方體抗壓強度標準值，t—概率度，取t＝1.645，σ—混凝土強度標準差，取σ＝6.5；

2)確定水與水泥的比

水與水泥的比按照式(2)計算

式中：w—混凝土用水量，c—水泥用量，αa—回歸系數，取0.55，fce

—水泥實際強度，fcu0—混凝土適配強度，αb—回歸系數，取0.45；

3)確定單位用水量

①坍落度選取110mm，單位體積防輻射混凝土的基準用水量按表1取值

表1防輻射混凝土的基準用水量(kg/m³)

當坍落度大于90mm時，防輻射混凝土的用水量以表中坍落度為 75mm～90mm的用水量為基數，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg進行調整；

②摻入減水劑的基準用水量按照式(3)計算