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一种渣防辐射混凝土及其制备方法

阅读:413发布:2024-02-24

专利汇可以提供一种渣防辐射混凝土及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 钢 渣防 辐射 混凝土 及其制备方法,其组分的重量份数如下: 水 泥1、水0.4-0.5、钢渣砂4-8、 减水剂 0.01-0.03、重晶石0.01-2、硬 硼 钙 石0.01-0.03;所述钢渣砂由0-5mm和5-25mm两种粒径范围按1~3∶1~3的比例组成,且钢渣砂的f.CaO含量≤3%;所述减水剂选自FDN减水剂和聚 羧酸 盐减水剂;所述钢渣防辐射混凝土表观 密度 >2900kg/m3。本发明的钢渣防辐射混凝土致密性好、表观密度大、强度高,满足防辐射混凝土要求;本发明在将钢渣变废为宝、减少环境污染的同时,还降低矿物材料的用量,节约自然资源;此外,本发明所用钢渣资源丰富、价格低廉,具有显著经济效益。,下面是一种渣防辐射混凝土及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种渣防辐射混凝土,其组分的重量份数如下:泥1、水0.4-0.5、钢渣砂4-8、减水剂0.01-0.03、重晶石0.01-2、硬石0.01-0.03;所述钢渣砂由0-5mm且不包括5mm和
5-25mm两种粒径范围按1∶1的比例组成,且钢渣砂的f.CaO含量≤3%;所述减水剂选自
3
FDN减水剂和聚羧酸盐减水剂;所述钢渣防辐射混凝土表观密度>2900kg/m。
2.根据权利要求1所述的钢渣防辐射混凝土,其特征在于,所述水泥选自42.5普通酸盐水泥、高水泥、钡水泥、镁水泥的一种或多种。
3.权利要求1或2所述的钢渣防辐射混凝土的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将钢渣破碎至40mm以下,再过孔径为25mm的筛网,得到粒径小于25mm的钢渣砂;
(2)将步骤(1)中得到的粒径小于25mm的钢渣砂过孔径为5mm的筛网,得到粒径范围为5-25mm的粗钢渣砂和粒径范围为0-5mm且不包括5mm的细钢渣砂;
(3)将步骤(2)中得到的粒径范围为5-25mm的粗钢渣砂和粒径范围为0-5mm且不包括
5mm的细钢渣砂与水泥、水、减水剂、重晶石、硬硼钙石混合制得钢渣防辐射混凝土。

说明书全文

一种渣防辐射混凝土及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及防辐射混凝土材料领域,更具体地说,涉及一种以钢渣为骨料的、具有屏蔽X射线、γ射线和中子辐射作用的钢渣防辐射混凝土及其制备方法。

背景技术

[0002] 防辐射混凝土又称为屏蔽混凝土、重混凝土,它能有效屏蔽原子核辐射。所谓原子核辐射,一般是指α射线、β射线、γ射线和中子流。由于α射线、β射线穿透较低,厚度很小的防护材料也能完全挡住它们,所以防辐射混凝土要屏蔽的射线主要是γ射线和中子射线。普通的防辐射混凝土的骨料一般采用重晶石、磁矿、褐铁矿等矿物材料,但是,采用这些矿物材料作集料,易离析,混凝土施工性能差,泥水化热大,混凝土易开裂,耐久性差,核废料的固化安全效果差;此外,这些矿物材料均为紧缺的自然资源,过量开采不利于资源的可持续利用。另一方面,随着我国钢铁产量的逐年提高,钢渣的排出量也随之增加,大量的钢渣每年都需要大面积土地来堆放,给土壤水体、大气等都带来严重的污染,甚至对人们的健康构成威胁。在当今能源日趋紧张的国际环境中,如何开发固体废弃物的高附加值综合利用途径,已成为实现钢铁企业循环发展的关键。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种钢渣防辐射混凝土及其制备方法。
[0004] 本发明的技术原理在于利用钢渣硬度高、比重大、表面多微孔(可以更加牢靠的通过水泥进行粘结,增加致密性)的特点,将其作为骨料制备出结构非常致密的超重混凝土,以达到防辐射的作用。
[0005] 本发明的具体技术方案如下:
[0006] 一种钢渣防辐射混凝土,其组分的重量份数如下:水泥1、水0.4-0.5、钢渣砂4-8、减水剂0.01-0.03、重晶石0.01-2、硬石0.01-0.03;所述钢渣砂由0-5mm和5-25mm两种粒径范围按1~3∶1~3的比例组成,优选为1∶1,且钢渣砂的f.CaO含量≤3%;所述减水剂选自FDN减水剂和聚羧酸盐减水剂;所述钢渣防辐射混凝土表观密度>2900kg/3
m。
[0007] 所述水泥选自42.5普通酸盐水泥、高水泥、钡水泥、镁水泥的一种或多种。
[0008] 本发明采用0-5mm和5-25mm两种粒径范围的钢渣砂优选采用1∶1的比例进行人工级配,可最大程度地克服重集料离析的问题,使制得的混凝土有较高比重的同时还具有较好的致密性、抗压性及耐水性。
[0009] 本的钢渣防辐射混凝土的制备方法包括如下步骤:
[0010] (1)将钢渣破碎至40mm以下,再过孔径为25mm的筛网,得到粒径小于25mm的钢渣砂;
[0011] (2)将步骤(1)中得到的粒径小于25mm的钢渣砂过孔径为5mm的筛网,得到粒径范围为5-25mm的粗钢渣砂和粒径范围为0-5mm的细钢渣砂;
[0012] (3)将步骤(2)中得到的粒径范围为5-25mm的粗钢渣砂和粒径范围为0-5mm的细钢渣砂与水泥、水、减水剂、重晶石、硬硼钙石混合制得钢渣防辐射混凝土。
[0013] 本发明的钢渣防辐射混凝土的制备方法中,由于钢渣比重相对砂石大,因此制备时,每盘(1立方)的钢渣用量为普通混凝土砂石用量的60-70%,且坍落度控制在120±20mm。
[0014] 本发明的有益效果是:(1)本发明的钢渣防辐射混凝土致密性好,表观密度可达3
2900kg/m 以上,强度等级为C10-C40,满足不同级别防辐射混凝土要求;(2)将钢渣变废为宝,大幅度提高其附加值,同时还减少钢渣弃置对环境造成的污染;(3)减少矿物材料的用量,节约自然资源;(4)钢渣作为炼钢固体废弃物,资源丰富、价格低廉,其相对重集料价格尚不及1/10,具有显著经济效益。

具体实施方式

[0015] 以配置1立方钢渣防辐射混凝土为例,进行以下三个实施例,制备过程按如下步骤进行:
[0016] (1)将钢渣破碎至40mm以下,再过孔径为25mm的筛网,得到粒径小于25mm的钢渣砂;
[0017] (2)将步骤(1)中得到的粒径小于25mm的钢渣砂过孔径为5mm的筛网,得到粒径范围为5-25mm的粗钢渣砂和粒径范围为0-5mm的细钢渣砂;
[0018] (3)将步骤(2)中得到的粒径范围为5-25mm的粗钢渣砂和粒径范围为0-5mm的细钢渣砂与水泥、水、减水剂、重晶石、硬硼钙石按表1中所列比例混合制得钢渣防辐射混凝土。
[0019] 表1表示施例1~3中所用材料及配比。
[0020] 表1 原料配比
[0021]实施例1 实施例2 实施例3
材料组分
(重量份) (重量份) (重量份)
水泥 1 1 1
水 0.4 0.45 0.5
细钢渣砂0-5mm 4 3 2
粗钢渣砂5-25mm 4 3 2
重晶石 0.01 1 2
减水剂 0.01 0.02 0.03
硬硼钙石 0.03 0.02 0.01
[0022] 表2表示各实施例制得的产品的性能参数,包括表观密度、抗压强度、抗折强度等指标。
[0023] 表2 产品性能指标
[0024]表观密度 28天抗压强 28天抗折强
工艺参数
>2900kg/m3 度(MPa) 度(MPa)
实施例1 2989 34.5 5.6
实施例2 3225 33.9 5.5
实施例3 3677 31.2 4.8
[0025] 由表2可以看出,本发明的钢渣防辐射混凝土表观密度可达2900kg/m3以上,强度等级为C10-C40,可满足不同级别防辐射混凝土要求。
[0026] 实施例4
[0027] 采用如表3表示的组分配比进行5组优化试验,制备过程同上。
[0028] 表3中细钢渣砂是指粒径范围为0-5mm的钢渣砂,粗钢渣砂是指粒径范围为5-25mm的钢渣砂。
[0029] 表3 试验用原料配方
[0030]
[0031] 表4表示5组试验中制得的防辐射混凝土的各项指标,包括表观密度、抗压强度、抗折强度等项目。
[0032] 表4 产品试制对比
[0033]编 表观密度 28天抗压 28天抗折
粗细钢渣砂粒径 粗细钢渣砂比例
号 >2900kg/m3 强度(MPa) 强度(MPa)
1# 5-25mm/0-5mm 1∶1 3599 41.5 6.7
2# 5-25mm/0-5mm 1∶2 3567 37.8 5.2
3# 5-25mm/0-5mm 1∶3 3543 34.0 5.4
4# 5-25mm/0-5mm 2∶1 3218 39.3 5.9
5# 5-25mm/0-5mm 3∶1 3075 37.7 5.0
[0034] 由表4可以看出,0-5mm和5-25mm两种粒径范围的钢渣砂按1∶1的配比制得的防辐射混凝土各项指标效果最优,因此,本发明在制备防辐射混凝土时,优选采用1∶1的比例对0-5mm和5-25mm两种粒径范围的钢渣砂进行配比。
[0035] 实施例5
[0036] 采用如表5表示的组分配比进行4组对比试验,制备过程按如下步骤进行:
[0037] (1)将钢渣破碎至40mm以下,再过孔径为35mm的筛网,得到粒径范围为35-40mm的钢渣砂和粒径小于35mm的钢渣砂;
[0038] (2)将步骤(1)中得到的粒径小于35mm的钢渣砂过孔径为30mm的筛网,得到粒径范围为30-35mm的钢渣砂和粒径小于30mm的钢渣砂;
[0039] (3)将步骤(2)中得到的粒径小于30mm的钢渣砂过孔径为25mm的筛网,得到粒径范围为25-30mm的钢渣砂和粒径小于25mm的钢渣砂;
[0040] (4)将步骤(3)中得到的粒径小于25mm的钢渣砂过孔径为5mm的筛网,得到粒径范围为5-25mm的钢渣砂和粒径范围为0-5mm的钢渣砂;
[0041] (5)将以上各步骤中得到的粒径范围为35-40mm、30-35mm、25-30mm、5-25mm的粗钢渣砂分别与0-5mm的细钢渣砂按1∶1进行配比,然后再分别与水泥、水、减水剂、重晶石、硬硼钙石按表5中所列比例混合制得四组产品。
[0042] 表5中细钢渣砂是指粒径范围为0-5mm的钢渣砂,粗钢渣砂是指粒径范围为35-40mm、30-35mm、25-30mm、5-25mm的四种钢渣砂。
[0043] 表5 试验用原料配方
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