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)，針對我國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，通過高性能化手段制備防輻射高性能混凝土，并對其物理力學(xué)性能、耐久性能、屏蔽效果及制備關(guān)鍵技術(shù)進行研究分析。
　　 通過對摻不同含硼添加劑水泥漿體凝結(jié)時間、抗壓強度、結(jié)合水含量及堿度研究，并采用XRD和SEM測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水泥水化性能的影響。研究表明：硼砂、硼酐及硼玻璃粉對水泥漿體性能

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)時間，但嚴重影響了水泥石的力學(xué)性能；而硼玻璃粉對水泥的凝結(jié)時間和力學(xué)性能均不存在不良影響。探其原因可能是：水泥水化時，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)無法正常進行。
　　 利用不同粗集料，摻入硼玻璃粉，通過配合比優(yōu)化設(shè)計，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，并對其抗凍性、抗氯離子滲透性及碳化性等耐久性能進行了研究。
　　 通過TG-DSC、XRD及高溫?zé)崤蛎泝x分析了水泥石和砂漿熱分解過程、高溫礦物組成變化和熱膨脹性能，測試了不同溫度后防輻射混凝土抗壓強度。研究表明，高溫受熱后水泥石、防輻射混凝土抗壓強度均隨溫度呈先增加后減少變化趨勢，且在300℃達最大值；高于30

4、0℃，混凝土抗壓強度急劇下降，溫度高于500℃時，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℃過程中，復(fù)摻礦粉、硅灰水泥石和砂漿線膨脹總體趨勢大體一致，均呈先膨脹后收縮的變化趨勢，但砂漿線膨脹情況更為復(fù)雜，且收縮值遠小于水泥石，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，振搗時間相對普通混凝土短，加強養(yǎng)護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γ射線及中子射線具有良好的屏蔽效果，對新形勢下的我國大型地下人防工程建設(shè)具有重要的理論意義和