專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種預(yù)拌泵送重混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬建筑材料的特種混凝土領(lǐng)域，專(zhuān)指一種預(yù)攪拌能泵送的防輻射重混凝土。
背景技術(shù)：
：由于核工業(yè)及相關(guān)放射性行業(yè)的飛速發(fā)展，放射性同位素技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、國(guó)防、海關(guān)、科研實(shí)驗(yàn)室等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，人們與帶放射性輻射場(chǎng)所的接觸越來(lái)越普遍。而各種放射線(xiàn)對(duì)人體和環(huán)境的損壞影響大而深遠(yuǎn)。為保證專(zhuān)業(yè)與非專(zhuān)業(yè)人員的身心健康安全和環(huán)境，對(duì)相關(guān)設(shè)備與設(shè)施的防護(hù)就顯得異常重要。放射性射線(xiàn)有a-射線(xiàn)、P-射線(xiàn)、Y-射線(xiàn)、x-射線(xiàn)、中子射線(xiàn)和質(zhì)子流等。其穿透能力與其對(duì)人體和環(huán)境的影響有很大差別。其中a-射線(xiàn)、P-射線(xiàn)、質(zhì)子流的電離能力強(qiáng)，穿透能力弱，很薄的材料就能有效防護(hù)其影響。Y-射線(xiàn)與x-射線(xiàn)是一種高頻高能電磁波，是光子流，具有很強(qiáng)的穿透能力，只有相當(dāng)厚度的材料才能防護(hù)它們的影響，物質(zhì)的密度越大防護(hù)性能越好。中子射線(xiàn)由不帶電荷的中子構(gòu)成，是中子流，且與某些原子核碰撞會(huì)產(chǎn)生Y-射線(xiàn)。中子射線(xiàn)有快、中、慢速中子流，其防護(hù)不僅需要重元素還需要輕元素。X-射線(xiàn)為受激發(fā)射的電磁波，不同于放射性同位素衰變時(shí)放出的射線(xiàn)。因此核反應(yīng)堆與放射性同位素技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)所的防護(hù)問(wèn)題就變?yōu)橛行Х雷o(hù)Y-射線(xiàn)和中子射線(xiàn)的問(wèn)題。放射線(xiàn)的穿透程度與防護(hù)材料的厚度和密度成反比，防護(hù)材料愈厚，物質(zhì)的密度愈大，其防護(hù)性能愈好。而輕元素越多，防護(hù)中子流的效果越好。氫是最輕的元素，水中氫最多，因而含結(jié)合水愈多的材料，其防護(hù)中子射線(xiàn)的性能愈強(qiáng)。因此對(duì)放射線(xiàn)進(jìn)行屏蔽防護(hù)的材料必需由密度大的重元素材料和能含較多結(jié)合水的材料組成，其合適3的比例組成既能防護(hù)Y-射線(xiàn)又能抵御中子射線(xiàn)。鉛、鋅、鋼鐵等重金屬材料因其密度大，防護(hù)Y-射性的效果好，但價(jià)格昂貴，且難于制作，其應(yīng)用受到限制。而用水拌制的混凝土，因制作成型容易又價(jià)廉且含大量結(jié)合水，即成為屏蔽與防護(hù)射線(xiàn)材料的首選。只要將普通砂、石集料換成密度大的重元素材料就成為理想的防射線(xiàn)材料，既防Y-射性、又防中子射線(xiàn)，既宜于制作又經(jīng)濟(jì)耐久，還可以作為結(jié)構(gòu)與圍護(hù)材料。因此配制合適大容重的重砼即成為防射線(xiàn)工程的主要途徑方向與內(nèi)容。砼容重(表觀密度)越大，則防射線(xiàn)效果越好。重元素集料有多種，如鐵礦石、重晶石、蛇紋石、鋼鐵塊和鋼鐵砂粒等，可配制混凝土容重為2500-7000kg/n^，集料比重越大，則混凝土容重越大，其防護(hù)效果越好。但混凝土是由多種材料與大小不同的集料組成的緊密堆積勻質(zhì)物，集料比重越大，其與膠結(jié)它的材料比重差別就越大，達(dá)到勻質(zhì)緊密堆積的難度就越大。因此，施工時(shí)通常現(xiàn)場(chǎng)攪拌成較干的混合物。手工小批量小心澆搗，分層分隔施工。這種砼無(wú)流動(dòng)性，施工時(shí)間長(zhǎng)，工程質(zhì)量無(wú)保證，僅適于小型防輻射工程。現(xiàn)今核電站、醫(yī)療粒子加速器、大型國(guó)防與科研場(chǎng)所涉及的防射線(xiàn)工程均是大體積混凝土，1500mm以上的厚度，1000m3以上的體積，均要求使用預(yù)拌混凝土和泵送施工工藝，這樣重砼的均質(zhì)性與工程質(zhì)量就難以達(dá)到，特別是容重大于3300kg/m3的重砼。其原因主要是重集料的沉降，拌合物的分層、離析、泌水，坍落度損失，大體積砼開(kāi)裂等眾多問(wèn)題。一般普通泵送砼生產(chǎn)、施工技術(shù)是無(wú)法解決這些問(wèn)題的。如這些問(wèn)題不解決，則達(dá)不到屏蔽與防護(hù)射線(xiàn)的目的。后果會(huì)相當(dāng)嚴(yán)重。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是重集料的級(jí)配問(wèn)題，防止拌合物的分層、離析、泌水問(wèn)題，減少坍落度損失問(wèn)題，泵送問(wèn)題，水泥水化熱過(guò)高引起大體積砼開(kāi)裂問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案為該預(yù)拌泵送重混凝土由80-93重量份的重集料、6-15重量份的水泥類(lèi)材料、2-5重量份的水、0.4以下重量份的混凝土外加劑和O.Ol以下重量份的功能調(diào)節(jié)劑組成。上述重集料為鐵礦石、重晶石、蛇紋石、鉛鋅礦、鐵粒、廢鋼鐵塊、鉛塊、鋅塊。要求比重大、雜質(zhì)少，含泥量小于l.O，最好還能含結(jié)合水。采用顎式破碎機(jī)或反擊式破碎機(jī)，配合篩分設(shè)施進(jìn)行重集料的加工，此加工集料多凌角而不規(guī)則，為提高重砼的密實(shí)度，其粗、細(xì)集料的級(jí)配非常重要，同時(shí)良好級(jí)配的粗細(xì)集料也能有效防止拌合物的分層、離析和泌水。為達(dá)到要求的集料級(jí)配，需多次反復(fù)破碎和篩分，再稱(chēng)量、試配、檢測(cè)。粗、細(xì)集料的級(jí)配需符合以下技術(shù)參數(shù)粗集料的級(jí)配要求-方篩尺寸mm2.364.759.516.019.0累計(jì)篩余％95-10085-9550-8020-50o-io細(xì)集料級(jí)配要求-方篩尺寸咖0.160.3150.631.252.55.0累計(jì)篩余％90-10070-9040-7010-500-250-10為減弱中子流的穿透強(qiáng)度，提高對(duì)中子的吸收能力，還可加入含硼、鎘、鋰的化合物。重集料的比重一般大于4.0，水泥比重2.9—3.1，水的比重為l，在這種重砼混合物中，重集料肯定會(huì)沉降，水泥漿會(huì)上浮，集料越重，砼容重越大，防護(hù)效果越好，但集料越容易沉降，砼均質(zhì)性越難滿(mǎn)足。為此本發(fā)明采用功能調(diào)節(jié)劑解決這個(gè)問(wèn)題，以確保拌合物不致分層、離析和泌水而易于泵送和施工。選用功能調(diào)節(jié)劑有甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、聚乙烯醇、淀粉鈉、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚丙烯酸鈉、乙烯一醋酸乙烯共聚物、苯乙烯共聚物等。使用混凝土外加劑以減少坍落度損失和易于泵送，同時(shí)提高砼密實(shí)度和強(qiáng)度，所用外加劑包括萘系減水劑、三聚氰胺類(lèi)減水劑、氨基磺酸鹽類(lèi)減水劑、聚羧酸類(lèi)減水劑、木鈣與糖鈣類(lèi)材料、聚磷酸鹽、多元醇及其衍生物、硫酸鹽、硫鋁酸鹽、硫化物、氯化物、羥基羧酸鹽、亞硝酸鹽、碳酸鹽等中的至少二種和多種。5為提高重砼強(qiáng)度，則需多用水泥，但水泥用得越多，水化放熱越多，大體積砼則更易于開(kāi)裂。同時(shí)水泥用得越多，需水也越多，其砼容重降低的越多。為解決這些問(wèn)題，優(yōu)選強(qiáng)度高、同時(shí)水化熱小的水泥，更優(yōu)選高效砼摻合料，用高效砼摻合料代替部分或全部的高標(biāo)號(hào)水泥。也可以使用礦粉。高效砼摻合料與普遍42.5水泥的性能如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>該預(yù)拌泵送重混凝土按普通預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工規(guī)程進(jìn)行操作，每次生產(chǎn)與運(yùn)輸量比通常的少40%以上。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明可使容重大于3300kg/m3的重砼在生產(chǎn)、運(yùn)輸、泵送施工過(guò)程中保持混合物的均勻性，避免大體積砼的開(kāi)裂，確保重砼的勻質(zhì)性，提高密實(shí)度與強(qiáng)度及耐久性，且能預(yù)拌和遠(yuǎn)距離泵送施工，達(dá)到切實(shí)有效屏蔽與防護(hù)放射線(xiàn)的目的?？蓮V泛用于核反應(yīng)堆、醫(yī)療粒子加速器、海關(guān)檢測(cè)、科研實(shí)驗(yàn)室等相關(guān)核工業(yè)與放射性同位素技術(shù)應(yīng)用的屏蔽場(chǎng)所。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:選用材料粗細(xì)集料均為同一品種重晶石礦，經(jīng)洗選、破碎、篩分加工而成，礦石表觀密度4360kg/m3，含泥量〈1%，粗集料尺寸5—20mm，壓碎指標(biāo)28%，細(xì)集料的細(xì)度模數(shù)為2.58。水泥類(lèi)材料使用湘潭長(zhǎng)青建材有限公司生產(chǎn)的高效砼摻合料。功能調(diào)節(jié)劑選用羥丙基甲基纖維素和高粘淀粉鈉。砼外加劑選用聚羧酸類(lèi)減水劑、多元醇衍生物、羥基羧酸鹽和硫酸鹽。重砼配合比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>該重砼拌合物具有良好的粘聚性、保塑性、無(wú)分層離析現(xiàn)象，泵送時(shí)平穩(wěn)不堵泵，易于震搗施工。每次的生產(chǎn)攪拌與運(yùn)輸量比通常的少40%。該砼水化放熱量小，溫升慢，適于厚2000mm及以上的大體積防輻射重砼工程。實(shí)施例2:粗細(xì)集料、品種與品質(zhì)同上例。水泥類(lèi)材料選用普通水泥42.5和S105礦渣粉。功能調(diào)節(jié)劑選用羧甲基纖維素和聚乙烯醇。砼外加劑選用萘系減水劑、多元醇衍生物、聚磷酸鈉和硫酸鹽。重砼配合比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>該重砼拌合物具有良好的粘聚性、保塑性、無(wú)分層離析現(xiàn)象，泵送時(shí)平穩(wěn)不堵泵，易于震搗施工。每次的生產(chǎn)攪拌與運(yùn)輸量比通常的少40%。該砼適于厚度小于1500mm的大體積防輻射重砼工程。實(shí)施例3:粗集料選用廢鐵塊和重晶石，細(xì)集料選用鐵砂和重晶石砂，廢鐵塊和鐵砂需去油和清洗干凈，廢鐵塊大小為5-35mm，鐵砂小于5mm，重晶石粗細(xì)集料符合前述技術(shù)要求。水泥類(lèi)材料選用湘潭長(zhǎng)青建材有限公司生產(chǎn)的高效砼摻合料。功能調(diào)節(jié)劑選用羥乙基纖維素。砼外加劑選用萘系減水劑、多元醇衍生物、聚磷酸鈉和硫酸鹽。重砼配合比<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>該重砼拌合物具有良好的粘聚性、保塑性、無(wú)分層離析現(xiàn)象，泵送時(shí)平穩(wěn)不堵泵，易于震搗施工。每次的生產(chǎn)攪拌與運(yùn)輸量比通常的少50%。該砼適于厚度大于1500mm的大體積防輻射重砼工程。權(quán)利要求1、一種預(yù)拌泵送重混凝土，其特征在于它由80-93重量份的重集料、6-15重量份的水泥類(lèi)材料、2-5重量份的水、0.4以下重量份的混凝土外加劑和0.01以下重量份的功能調(diào)節(jié)劑組成。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)拌泵送重混凝土，其特征是重集料為鐵礦石、重晶石、蛇紋石、鉛鋅礦、鐵粒、廢鋼鐵塊、鉛塊、鋅塊。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種預(yù)拌泵送重混凝土，其特征是將重集料破碎加工為粗集料和細(xì)集料，粗集料級(jí)配需滿(mǎn)足當(dāng)方孔篩尺寸分別為2.36mm、4.75mm、9.5■、16.0mm、19.0mm時(shí)，其累計(jì)篩余分別為95-100%、85-95%、50-80%、20-50%、0-10%;細(xì)集料級(jí)配需滿(mǎn)足當(dāng)方孔篩尺寸分別為0.16mm、0.315mm、0.63mm、1.25mm、2.5腿、5.0mm時(shí)，其累計(jì)篩余分別為90-100%、70-90%、40-70%、10-50%、0-25%、0-10%。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述預(yù)拌泵送重混凝土，其特征是水泥類(lèi)材料是普通水泥、高效砼摻合料及礦粉。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述預(yù)拌泵送重混凝土，其特征是混凝土外加劑為以下至少二種或多種萘系減水劑、三聚氰胺類(lèi)減水劑、氨基磺酸鹽類(lèi)減水劑、聚羧酸類(lèi)減水劑、木鈣與糖鈣類(lèi)材料、聚磷酸鹽、多元醇及其衍生物、硫酸鹽、硫鋁酸鹽、硫化物、氯化物、羥基羧酸鹽、亞硝酸鹽、碳酸±卜6、根據(jù)權(quán)利要求1所述預(yù)拌泵送重混凝土，其特征是功能調(diào)節(jié)劑為甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、聚乙烯醇、淀粉鈉、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚丙烯酸鈉、乙烯一醋酸乙烯共聚物、苯乙烯共聚物。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述預(yù)拌泵送重混凝土，其特征是按普通預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工規(guī)程進(jìn)行操作，每次生產(chǎn)與運(yùn)輸量比通常的少40%以上。全文摘要一種預(yù)拌泵送重混凝土，由80-93重量份的重集料、6-15重量份的水泥類(lèi)材料、2-5重量份的水、0.4以下重量份的混凝土外加劑和0.01以下重量份的功能調(diào)節(jié)劑組成?；炷帘碛^密度達(dá)3500kg/m³以上，拌合物無(wú)分層離析現(xiàn)象，有良好的粘聚性和保塑性，可遠(yuǎn)距離泵送。選用高效砼摻合料，可避免大體積砼因水泥水化熱引起的裂縫發(fā)生。適于厚1500mm以上的防輻射重混凝土工程。可廣泛用于核反應(yīng)堆、醫(yī)療粒子加速器、海關(guān)檢測(cè)、科研實(shí)驗(yàn)室等相關(guān)核工業(yè)與放射性同位素技術(shù)應(yīng)用的屏蔽場(chǎng)所。文檔編號(hào)C04B28/00GK101676239SQ20081014325公開(kāi)日2010年3月24日申請(qǐng)日期2008年9月19日優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日發(fā)明者伍燦良,宏廖,張衛(wèi)黨,方東升,王國(guó)光,賀海山,陳鴻鈞申請(qǐng)人:湖南省第六工程有限公司