一种低热高抗裂大体积防辐射混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种低热高抗裂大体积防辐射混凝土及其制备方法，主要涉及混凝土技术领域，以重量份计包括：低热抗裂水泥：200～250；矿物掺合料：80

【技术实现步骤摘要】
一种低热高抗裂大体积防辐射混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术主要涉及混凝土
，具体涉及一种低热高抗裂大体积防辐射混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]防辐射混凝土是一种能够有效防护对人体有害射线辐射的新型混凝土，也可被称为防射线混凝土、屏蔽混凝土、原子能防护混凝土、核反应堆混凝土等。其防御的射线主要包括α、β、χ、γ射线和中子流。防辐射混凝土不仅要具有较大的表观密度，还应含有足够数量的结晶水及硼、镉、锂等轻元素；同时通过混凝土的高强高性能化，提高水泥石密实性，降低混凝土孔隙率，从而提高防辐射混凝土的耐久性，保证其防辐射能力的有效性和长期稳定性。
[0003]目前针对核工业及医疗试验室防护结构，为提升结构防辐射性能，主要屏蔽穿透能力强的γ射线和中子流，采用高密度的材料可使其衰减，目前大多采用重骨料或结晶水的方式制备防辐射混凝土，使用的重骨料主要包括钢锻、重晶石和铁矿石等，钢锻对混凝土和易性和包裹性影响较大，振捣过程容易出现泌水离析等问题，重晶石存在晶型结构存在层状解理、压碎值大、易脆等问题，混凝土结构易开裂，有害离子易沿着裂缝及骨料解理层逐渐渗透，严重时影响混凝土结构使用寿命。使用表观密度大的重骨料制备混凝土时易出现滞后泌水、离析及骨料下沉现象，一旦控制不好增大混凝土结构开裂风险，从而影响结构的防辐射性能。选用磁铁矿石作为骨料制备混凝土会增大混凝土施工成本。
[0004]为提升混凝土结构防辐射性能，在辐射较强区域混凝土结构尺寸基本超过2m，且布筋密集，设计时不允许内部设置冷却水管，同时不允许预留水平施工缝，局部结构预埋管线多，施工振捣难度大，为保障其施工性能往往需要较多的胶凝材料提高流动性能，这也增大了混凝土温度开裂风险，针对防辐射结构领域，目前对混凝土防辐射和抗裂性能共同研究相对较少，个别采用掺加抗裂剂用于解决大体积混凝土温升快而以及混凝土收缩等问题。但是稳定性低，质量不稳定，因此导致使用过程中混凝土仍存在部分结构开裂现象。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种低热高抗裂大体积防辐射混凝土及其制备方法，解决现有技术中防辐射大体积混凝土温升快而高带来的技术问题。
[0006]本专利技术公开了一种低热高抗裂大体积防辐射混凝土，以重量份计包括：低热抗裂水泥：200～250；矿物掺合料：80
‑
140；膨胀剂：25～30；硼砂：3～4；粗骨料：1000～1090；细骨料：780～860；外加剂：5～10；水：145～160。
[0007]进一步的，所述低热抗裂水泥为42.5级低热硅酸盐水泥，C2S≥40％，C3A≤6％，28d抗压强度≥42.5MPa，90d抗压强度≥62.5MPa，3d水化热≤230KJ/kg，7d水化热≤260KJ/kg，28d水化热≤310KJ/kg。
[0008]进一步的，所述粉煤灰为F类II级及以上粉煤灰。
[0009]进一步的，所述膨胀剂，以重量份计包括：
[0010]轻烧氧化钙熟料：30
‑
50％，
[0011]轻烧氧化镁熟料：40
‑
50％，
[0012]石膏：10
‑
20％，
[0013]前述各组分的重量百分比之和为100％。
[0014]进一步的，所述轻烧氧化钙熟料，其氧化物组成中CaO含量不低于80％。
[0015]进一步的，所述轻烧氧化镁熟料，其氧化物组成中MgO含量不低于95％，活性值为100
‑
200s。
[0016]进一步的，所述石膏为市售半水石膏，其氧化物组成中SO3含量不低于48％。
[0017]进一步的，所述细骨料为非活性天然河砂，其细度模数为2.3
‑
3.0，含泥量≤1.0％。
[0018]进一步的，所述粗骨料非活性碎石，粒径为5～25mm连续级配碎石，表观密度≥2750kg/m3，针片状含量≤15％，压碎值≤16％，空隙率宜≤45％，含泥量≤1.0％。
[0019]进一步的，所述硼砂为Na2B4O7·
10H2O，分子量为381.37，系无色半透明结晶体或白色结晶粉末。
[0020]进一步的，所述外加剂为聚羧酸高性能减水剂。
[0021]本专利技术第二个目的是保护一种低热高抗裂大体积防辐射混凝土的制备方法，包括以下步骤，
[0022]S1.按配比称取各原料；
[0023]S2.向搅拌机中加入细骨料和粗骨料并充分搅拌，搅拌时间不少于60秒；
[0024]S3.将水泥、粉煤灰、膨胀剂、硼砂在搅拌机中充分混合；
[0025]S4.将水和外加剂依次加入搅拌机内，混合搅拌均匀，得混合浆体，成型后即得所述防辐射大体积抗裂混凝土。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：
[0027]1.本专利技术通过采用低热水泥以及粉煤灰作为新胶凝材料体系降低早期水化放热量及水化放热速率，提高混凝土前期稳定性，有效解决防了辐射大体积结构在不允许预埋冷却水管的条件下降低早期温升，降低由于温度而引起的早期开裂风险；
[0028]2.利用膨胀剂中不同膨胀组分的水化不同的膨胀特性，氧化钙水化反应快、活性高、膨胀能大，可在结构混凝土升温期有效存储膨胀预压应力并少量补偿降温期收缩变形，氧化镁具有延迟膨胀特性，膨胀历程长，主要补偿结构混凝土较长龄期内的温降收缩和自收缩；
[0029]3.针对大体积防辐射结构的水化温度及变形的特点设计出专用膨胀组分，采用氧化钙、氧化镁、石膏等以一定比列复合，形成的膨胀剂适用于低热水泥胶凝材料体系，对防辐射混凝土结果全过程补偿收缩，效果优于单一膨胀源；
[0030]4.利用硼砂中有结合水的特点可增强对射线的屏蔽效果，提高了混凝土整体结构的防辐射性能，与采用重晶石、磁铁矿石等作为骨料制备的混凝土相比可明显降低混凝土的成本。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
[0032]实施例1
[0033]一种低热高抗裂大体积防辐射混凝土，以重量份计包括：低热抗裂水泥：200～250；矿物掺合料：80
‑
140；专用膨胀剂：25～30；硼砂：3～4；粗骨料：1000～1090；细骨料：780～860；外加剂：5～10；水：145～160。
[0034]上述配合比中，砂的细度模数2.8，含泥量0.5％；碎石为5～25mm连续级配，表观密度2790kg/m3，针片状含量5％，压碎值12％，空隙率44％，含泥量0.2％；粉煤灰为F类I级粉煤灰，其细度35％，需水量比100％；硼砂为含有十个结晶水的硼砂；减水剂采用聚羧酸减水剂、保坍剂、减缩剂和引气剂组成的高性能减水剂；
[0035]在上述配合比中，为了解决辐射大体积结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低热高抗裂大体积防辐射混凝土，其特征在于：以重量份计包括：低热抗裂水泥：200～250；矿物掺合料：80
‑
140；膨胀剂：25～30；硼砂：3～4；粗骨料：1000～1090；细骨料：780～860；外加剂：5～10；水：145～160。2.根据权利要求1所述的一种低热高抗裂大体积防辐射混凝土，其特征在于：所述低热抗裂水泥为42.5级低热硅酸盐水泥，C2S≥40％，C3A≤6％，28d抗压强度≥42.5MPa，90d抗压强度≥62.5MPa，3d水化热≤230KJ/kg，7d水化热≤260KJ/kg，28d水化热≤310KJ/kg。3.根据权利要求1所述的一种低热高抗裂大体积防辐射混凝土，其特征在于：所述细骨料为非活性天然河砂，其细度模数为2.3
‑
3.0，含泥量≤1.0％。4.根据权利要求1所述的一种低热高抗裂大体积防辐射混凝土，其特征在于：所述粗骨料非活性碎石，粒径为5～25mm连续级配碎石，表观密度≥2750kg/m3，针片状含量≤15％，压碎值≤16％，空隙率宜≤45％，含泥量≤1.0％。5.根据权利要求1所述的一种低热高抗裂大体积防辐射混凝土，其特征在于：所述膨胀剂，以重量份计包括：轻烧氧化钙熟料：30
‑
50％，轻烧氧化镁熟料...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢勇，肖志勇，周俊，杨传信，颜安，郭景莘，涂钧潇，杜海涛，吴鑫，彭文彬，关素敏，蓝堂伟，魏天酬，
申请(专利权)人：中国华西企业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：