防輻射高性能混凝土材料研究.pdf

1、本文根據(jù)當(dāng)今人防工程面臨的挑戰(zhàn)，針對(duì)我國(guó)大型地下人防工程建設(shè)需要，采用不同密度集料，摻入含硼防輻射添加劑，通過(guò)高性能化手段制備防輻射高性能混凝土，并對(duì)其物理力學(xué)性能、耐久性能、屏蔽效果及制備關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究分析。
　　 通過(guò)對(duì)摻不同含硼添加劑水泥漿體凝結(jié)時(shí)間、抗壓強(qiáng)度、結(jié)合水含量及堿度研究，并采用XRD和SEM測(cè)試手段分析了漿體微觀結(jié)構(gòu)，著重考察了硼元素的引入方式對(duì)水泥水化性能的影響。研究表明：硼砂、硼酐及硼玻璃粉對(duì)水泥漿體性能

2、的影響存在很大差異，硼砂具有明顯的緩凝作用；硼酐稍延緩了水泥的凝結(jié)時(shí)間，但嚴(yán)重影響了水泥石的力學(xué)性能；而硼玻璃粉對(duì)水泥的凝結(jié)時(shí)間和力學(xué)性能均不存在不良影響。探其原因可能是：水泥水化時(shí)，硼砂和硼酐中存在的可溶性硼與鈣離子形成致密的水化硼酸鈣膜，覆蓋在水泥顆粒表面，阻止了水泥顆粒與外部溶液的接觸，使水泥水化反應(yīng)無(wú)法正常進(jìn)行。
　　 利用不同粗集料，摻入硼玻璃粉，通過(guò)配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)，制備了密度2750kg/m3的C50鋼渣防輻射高性能

3、混凝土、密度3200kg/m3的C60鋼段碎石防輻射高性能混凝土及密度4300kg/m3的C70鋼段防輻射高性能混凝土，并對(duì)其抗凍性、抗氯離子滲透性及碳化性等耐久性能進(jìn)行了研究。
　　 通過(guò)TG-DSC、XRD及高溫?zé)崤蛎泝x分析了水泥石和砂漿熱分解過(guò)程、高溫礦物組成變化和熱膨脹性能，測(cè)試了不同溫度后防輻射混凝土抗壓強(qiáng)度。研究表明，高溫受熱后水泥石、防輻射混凝土抗壓強(qiáng)度均隨溫度呈先增加后減少變化趨勢(shì)，且在300℃達(dá)最大值；高于30

4、0℃，混凝土抗壓強(qiáng)度急劇下降，溫度高于500℃時(shí)，部分混凝土試件發(fā)生崩裂；經(jīng)700℃高溫后復(fù)摻礦粉、硅灰水泥石XRD圖譜發(fā)生明顯變化，鈣礬石衍射峰消失，Ca(OH)2衍射峰明顯減少，強(qiáng)度也明顯降低，出現(xiàn)CaO衍射峰，其主要礦物組分為CaO、Ca(OH)2、C3S和β-C2S；從40℃升溫至600℃過(guò)程中，復(fù)摻礦粉、硅灰水泥石和砂漿線膨脹總體趨勢(shì)大體一致，均呈先膨脹后收縮的變化趨勢(shì)，但砂漿線膨脹情況更為復(fù)雜，且收縮值遠(yuǎn)小于水泥石，其主要原

5、因是砂漿膨脹受集料與水泥石雙重作用，集料的膨脹限制了水泥石的膨脹或收縮。
　　 利用高密度集料配制防輻射混凝土?xí)r宜設(shè)計(jì)較小的混凝土坍落度，避免拌合物離析，攪拌宜采用二次投料的砂漿裹粗集料工藝，振搗時(shí)間相對(duì)普通混凝土短，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)有利于提高混凝土后期結(jié)合水含量，提高其屏蔽性能。
　　 本研究制各的含硼鋼渣、鋼段及鋼段碎石防輻射混凝土對(duì)γ射線及中子射線具有良好的屏蔽效果，對(duì)新形勢(shì)下的我國(guó)大型地下人防工程建設(shè)具有重要的理論意義和