一种抗辐射混凝土及其制备方法与流程

1.本技术涉及混凝土制备领域，更具体地说，它涉及一种抗辐射混凝土及其制备方法。


背景技术：

2.抗辐射混凝土又称屏蔽混凝土、防射线混凝土；容重较大，对γ射线，x射线或中子辐射具有较好的屏蔽能力，是一种不易被放射线穿透的混凝土。
3.防辐射混凝土被广泛应用核电站、实验室、医院等场所；防辐射混凝土的墙壁厚度较大，以保证防辐射效果，但是防辐射混凝土的墙壁中所用集料容重较大，容易产生沉降离析问题，并且较厚的防辐射混凝土在水化过程中散热性不佳，容易使混凝土出现开裂问题，而且影响混凝土的机械强度和使用寿命。
4.因此，如何制备一种不易开裂且强度较高的抗辐射混凝土，是一个有待解决的问题。


技术实现要素：

5.为了制备一种不易开裂且强度较高的抗辐射混凝土，本技术提供一种抗辐射混凝土及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供一种抗辐射混凝土，采用如下的技术方案：一种抗辐射混凝土，包含以下重量份的原料制成：水泥100-130份、粉煤灰35-50份、矿粉30-40份、粗骨料100-150份、细骨料70-100份、金属纤维10-20份、复合填料15-25份、冷水65-72份、缓凝剂1-2份、减水剂2.2-4.0份。
7.通过采用上述技术方案，金属纤维、复合填料、冷水、缓凝剂相配合，利用金属纤维和复合填料对混凝土内部各原料的粘结效果，提高混凝土的结构致密度，从而使混凝土具有较高机械强度的同时具有较好的抗辐射性能；配合冷水和缓凝剂，使大体积抗辐射混凝土墙体不易产生过高的水化热，并且利用金属纤维的导热效果，便于将混凝土内部的热量传递至混凝土表面，从而尽量避免混凝土产生裂缝，使混凝土在制备厚墙体时具有较好防辐射效果的同时具有较高的机械强度。
8.优选的，所述金属纤维由质量比为1:0.5-1.5:0.2-0.4:0.1-0.5的铜纤维、碳钢纤维、改性tpu颗粒和环氧树脂液组成。
9.通过采用上述技术方案，铜纤维、碳钢纤维、改性tpu颗粒和环氧树脂液相配合，利用环氧树脂液的粘性便于将改性tpu颗粒粘附在铜纤维和碳钢纤维表面；一方面，利用纤维表面的tpu颗粒较好的弹性，在混凝土水化过程中，为胶凝材料的膨胀提供空间，尽量避免膨胀的胶凝材料挤压刚性纤维而导致浇筑的混凝土拌和料发生整体膨胀；并且提高胶凝材料与金属纤维的粘结效果，而且在水化后干缩时，也能够通过tpu颗粒的回弹填充混凝土内部结构，保证混凝土内部结构致密度，使混凝土具有较好抗辐射效果的同时具有较高的机械强度；另一方面，铜纤维和碳钢纤维在环氧树脂液的作用下，容易在混凝土内部形成网络
结构，提高混凝土抗辐射效果的同时提高机械强度。
10.铜纤维、碳钢纤维、改性tpu颗粒和环氧树脂液相配合，铜纤维和碳钢纤维不仅能够屏蔽电磁波，而且能够反射、散射射线，从而提高混凝土的抗辐射效果；并且改性tpu颗粒和环氧树脂液能够通过散射慢化中子，进一步提高混凝土的抗辐射效果。
11.优选的，所述铜纤维由质量比为1:0.05-0.15:0.1-0.3的铜纤维丝、松香甘油酯液和蜂胶液组成。
12.通过采用上述技术方案，铜纤维丝、松香甘油酯、蜂胶相配合，利用松香甘油酯与铜纤维丝较好的粘结稳定性，使得铜纤维丝表面稳定的粘结蜂胶；在混凝土水化过程中，一方面，通过提高铜纤维丝表面粗糙度，提高铜纤维丝与胶凝材料的粘结效果，从而提高混凝土的结构致密度，另一方面，利用铜纤维丝表面蜂胶在水化过程中的软化粘结效果，提高铜纤维丝与胶凝材料的粘结稳定性，利用较高的结构致密度，阻止射线穿透混凝土，提高混凝土的抗辐射效果；同时松香甘油酯和蜂胶还能够反射射线，从而保证混凝土的抗辐射效果。
13.优选的，所述碳钢纤维由质量比为1:0.1-0.2:0.15-0.3的碳钢纤维丝、松香甘油酯液和羧甲基壳聚糖组成。
14.通过采用上述技术方案，碳钢纤维丝、松香甘油酯和羧甲基壳聚糖相配合，利用松香甘油酯对碳钢纤维的粘性，便于羧甲基壳聚糖粘结在碳钢纤维丝表面，而羧甲基壳聚糖具有亲水吸湿效果，能够提高碳钢纤维丝与胶凝材料的粘结效果，从而保证混凝土内部结构致密度，较高的结构致密度配合碳钢纤维较好的抗辐射效果，使混凝土具有较好的抗辐射效果的同时具有较高的机械强度。
15.碳钢纤维丝、松香甘油酯和羧甲基壳聚糖相配合，在水化过程中，利用羧甲基壳聚糖中羧基与胶凝材料的吸引作用，配合缓凝效果，降低较厚的混凝土墙体内外温差的同时，提高混凝土的结构致密度，从而使混凝土裂缝较少的同时提高其机械强度。
16.优选的，所述改性tpu颗粒由质量比为1:0.1-0.2的tpu和炭黑组成。
17.通过采用上述技术方案，tpu和炭黑相配合，tpu包覆炭黑，利用tpu的弹性和韧性，使得水化过程中胶凝材料膨胀和干缩过程中，便于调节混凝土内部应力，尽量避免混凝土内部产生裂缝；并且内部炭黑可以吸收电磁辐射、离子辐射和中子辐射，并且具有散射辐射的效果，使改性tpu颗粒不仅能够在混凝土中紧密粘结，而且具有较好的抗辐射效果；从而提高金属纤维在混凝土中的粘结致密度并提高混凝土的抗辐射效果。
18.优选的，所述复合填料由质量比为1:1-3:0.5-1的氧化石墨烯、氮化硼和包膜硅酸钠组成。
19.通过采用上述技术方案，氧化石墨烯、氮化硼和包膜硅酸钠相配合，利用氧化石墨烯和氮化硼对电磁波的吸收作用，配合其对射线的反射、散射效果，提高混凝土的抗辐射效果；限定氧化石墨烯和纳米氮化硼的粒径差，便于纳米氮化硼填充在金属纤维与胶凝材料之间的孔隙中，而氧化石墨烯便于填充在骨料与胶凝材料之间的孔隙中，纳米氮化硼和氧化石墨烯便于填充在骨料与金属纤维之间的孔隙中，从而提高混凝土的结构致密度，使混凝土具有较好抗辐射效果的同时具有较高的机械强度。
20.优选的，所述包膜硅酸钠是由聚丙烯熔液包覆硅酸钠制得。
21.通过采用上述技术方案，聚丙烯熔液包覆硅酸钠，在水化过程中，聚丙烯在硅酸钠表面形成的膜层不仅耐水化热，而且不易水解，从而保证硅酸钠在混凝土浇筑成型后仍被
较好的包覆；混凝土在长时间受到射线辐射后，聚丙烯容易发生分子链断裂，配合混凝土的应力开裂问题，容易将硅酸钠释放出，而在开裂的缝隙中硅酸钠被释放后，借助混凝土内部较多结合水的作用，便于使硅酸钠膨胀粘附进而填充在开裂的缝隙中，从而使混凝土表面即使产生裂缝，但通过硅酸钠的填充修复，仍能够保证其机械强度和耐久性，并且保证其抗辐射效果。
22.优选的，所述粗骨料由质量比为100:1-3的石英石和疏水竹纤维组成。
23.通过采用上述技术方案，石英石、疏水竹纤维、金属纤维相配合，利用疏水竹纤维与金属纤维的交织缠绕作用，便于石英石与金属纤维粘结，配合金属纤维与胶凝材料的粘结以及石英石与胶凝材料的粘结效果，进一步提高混凝土内部结构致密度，从而使混凝土具有较高的机械强度；疏水竹纤维中利用竹纤维的孔隙结构，便于反射、散射射线，并且容易吸收电磁波，从而使混凝土中用量最多的粗骨料表面也能够抵抗辐射，使混凝土整体具有较好的抗辐射效果。
24.优选的，所述细骨料由质量比为100:1-4的细石英石和聚丙烯酰胺液组成。
25.通过采用上述技术方案，细石英石表面包覆聚丙烯酰胺膜，聚丙烯酰胺在混凝拌和过程中，由于在冷水条件下聚丙烯酰胺溶解缓慢，以保证大部分拌和水与水泥颗粒等原料反应，而在随着水化温度的提高，聚丙烯酰胺具有一定程度的缓凝效果，配合缓凝剂，进一步控制混凝土内外温差，保证混凝土不易因水化热过高而导致表面裂缝的产生，从而使混凝土具有较高机械强度的同时裂缝较少。
26.第二方面，本技术提供一种抗辐射混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：一种抗辐射混凝土的制备方法，包括以下步骤：s1、称取水泥、粉煤灰、矿粉、金属纤维、复合填料混合搅拌均匀，制得初混料；s2、称取粗骨料、细骨料混合搅拌均匀，然后与初混料混合搅拌均匀制得，混合料；s3、称取混合料、冷水、减水剂、缓凝剂混合搅拌均匀，制得拌和料；s4、拌和料经浇筑、养护，制得成品抗辐射混凝土。
27.通过采用上述技术方案，使成品混凝土具有不易开裂且机械强度较高的优点，同时具有较好的抗辐射效果。
28.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、金属纤维、复合填料、冷水、缓凝剂相配合，利用金属纤维和复合填料对混凝土内部各原料的粘结效果，提高混凝土的结构致密度，结构致密度高，从而使混凝土具有较高机械强度的同时具有较好的抗辐射性能；配合冷水和缓凝剂，使大体积抗辐射混凝土墙体不易产生过高的水化热，并且利用金属纤维的导热效果，便于将混凝土内部的热量传递至混凝土表面，从而尽量避免混凝土产生裂缝，使混凝土在制备厚墙体时具有较好防辐射效果的同时具有较高的机械强度。
29.2、铜纤维、碳钢纤维、改性tpu颗粒和环氧树脂液相配合，在混凝土水化过程中，改性tpu颗粒和网路结构能够尽量避免膨胀的胶凝材料挤压刚性纤维而导致浇筑的混凝土拌和料发生整体膨胀；并且提高胶凝材料与金属纤维的粘结效果，而且在水化后干缩时，也能够通过回弹填充混凝土内部结构，保证混凝土内部结构致密度；同时配合铜纤维和碳钢纤维在环氧树脂液的作用下形成的网络结构，使混凝土具有较好抗辐射效果的同时具有较高的机械强度。
30.3、氧化石墨烯、氮化硼和包膜硅酸钠相配合，在混凝土浇筑成型后，具有较好的抗辐射效果，并且具有较高的机械强度，即使在经过长时间使用后，混凝土表面产生裂缝，在包膜硅酸钠的作用下，能够尽量保证混凝土的抗辐射效果和机械强度，同时填充缝隙。
31.4、石英石经过疏水竹纤维处理，细石英石经过聚丙烯酰胺液处理，使得骨料不易出现离析问题，能够均匀分布的同时提高混凝土的机械强度。
具体实施方式
32.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
33.铜纤维的制备例制备例1：铜纤维采用如下方法制备而成：称取松香甘油酯加热到250℃完全热熔后，制得松香甘油酯液；称取蜂胶加热到68℃完全热熔后，制得蜂胶液；在1kg铜纤维丝表面均匀喷涂0.1kg松香甘油酯液，然后均匀喷涂0.2kg蜂胶液，经干燥、分散至铜纤维丝互不粘连团聚，制得成品铜纤维；铜纤维丝长度为3mm。
34.制备例2：本制备例与制备例1的不同之处在于：在1kg铜纤维丝表面均匀喷涂0.05kg松香甘油酯液，然后均匀喷涂0.1kg蜂胶液，经干燥、分散至铜纤维丝互不粘连团聚，制得成品铜纤维。
35.制备例3：本制备例与制备例1的不同之处在于：在1kg铜纤维丝表面均匀喷涂0.15kg松香甘油酯液，然后均匀喷涂0.3kg蜂胶液，经干燥、分散至铜纤维丝互不粘连团聚，制得成品铜纤维。
36.碳钢纤维的制备例以下原料中碳钢纤维丝购买于衡水铭璟橡胶制品有限公司；其他原料及设备均为普通市售。
37.制备例4：碳钢纤维采用如下方法制备而成：称取松香甘油酯加热到250℃完全热熔后，制得松香甘油酯液；在1kg碳钢纤维丝表面均匀喷涂0.15kg松香甘油酯液，然后均匀喷涂0.2kg羧甲基壳聚糖，经干燥、分散至碳钢纤维丝之间互不粘连团聚，制得成品碳钢纤维；碳钢纤维丝长度2mm，羧甲基壳聚糖为过80目筛的羧甲基壳聚糖微粒。
38.制备例5：本制备例与制备例4的不同之处在于：在1kg碳钢纤维丝表面均匀喷涂0.1kg松香甘油酯液，然后均匀喷涂0.15kg羧甲基壳聚糖，经干燥、分散至碳钢纤维丝之间互不粘连团聚，制得成品碳钢纤维。
39.制备例6：本制备例与制备例4的不同之处在于：在1kg碳钢纤维丝表面均匀喷涂0.2kg松香甘油酯液，然后均匀喷涂0.3kg羧甲基壳聚糖，经干燥、分散至碳钢纤维丝之间互不粘连团聚，制得成品碳钢纤维。
40.改性tpu颗粒的制备例制备例7：改性tpu颗粒采用如下方法制备而成：称取1kgtpu与0.15kg炭黑混合搅拌均匀，tpu粒径为25μm，炭黑粒径为100nm，然后升温至100℃至tpu热熔，搅拌10min后，降温冷却、粉碎打散，制得成品改性tpu颗粒；成品改性tpu颗粒过400目筛。
41.制备例8：改性tpu颗粒采用如下方法制备而成：称取1kgtpu与0.1kg炭黑混合搅拌均匀，tpu粒径为25μm，炭黑粒径为100nm，然后升温至100℃至tpu热熔，搅拌10min后，降温冷却、粉碎打散，制得成品改性tpu颗粒。
42.制备例9：改性tpu颗粒采用如下方法制备而成：称取1kgtpu与0.2kg炭黑混合搅拌均匀，tpu粒径为25μm，炭黑粒径为100nm，然后升温至100℃至tpu热熔，搅拌10min后，降温冷却、粉碎打散，制得成品改性tpu颗粒。
43.金属纤维的制备例制备例10：金属纤维采用如下方法制备而成：称取1kg环氧树脂e51与0.08kg乙二胺混合搅拌均匀，制得环氧树脂液，环氧树脂液现配现用；称取1kg制备例1制备的铜纤维与1kg制备例4制备的碳钢纤维混合搅拌均匀，然后均匀喷涂0.35kg环氧树脂液，再均匀喷涂0.3kg制备例7制备的改性tpu颗粒，混合均匀，经干燥固化，制得成品金属纤维。
44.制备例11：本制备例与制备例10的不同之处在于：称取1kg制备例2制备的铜纤维与0.5kg制备例5制备的碳钢纤维混合搅拌均匀，然后均匀喷涂0.1kg环氧树脂液，再均匀喷涂0.2kg制备例8制备的改性tpu颗粒，混合均匀，经干燥固化，制得成品金属纤维。
45.制备例12：本制备例与制备例10的不同之处在于：称取1kg制备例3制备的铜纤维与1.5kg制备例6制备的碳钢纤维混合搅拌均匀，然后均匀喷涂0.5kg环氧树脂液，再均匀喷涂0.4kg制备例9制备的改性tpu颗粒，混合均匀，经干燥固化，制得成品金属纤维。
46.包膜硅酸钠的制备例制备例13：包膜硅酸钠采用如下方法制备而成：称取聚丙烯树脂加热至170℃全部热熔后，得到聚丙烯熔液；称取1kg聚丙烯熔液分两次均匀喷涂至0.4kg硅酸钠表面，硅酸钠过900目筛；经干燥制得、打散，制得成品包膜硅酸钠；包膜硅酸钠过600目筛。
47.粗骨料的制备例制备例14：粗骨料采用如下方法制备而成：称取竹纤维置于硅烷偶联剂kh-570中浸泡分散，然后取出竹纤维，经干燥、打散、切割成丝，制得竹纤维丝；在1kg竹纤维丝表面均匀喷涂0.2kg蜂胶液，制得疏水竹纤维；疏水竹纤维长度为2mm；蜂胶液为蜂胶加热到65℃热熔制得；在100kg石英石表面均匀喷涂2kg疏水竹纤维，经干燥、打散至石英石互不粘连团聚，制得成品粗骨料；石英石粒径为5-15mm的连续级配。
48.制备例15：本制备例与制备例14的不同之处在于：在100kg石英石表面均匀喷涂1kg疏水竹纤维，经干燥、打散至石英石互不粘连团聚，制得成品粗骨料。
49.制备例16：本制备例与制备例14的不同之处在于：在100kg石英石表面均匀喷涂3kg疏水竹纤维，经干燥、打散至石英石互不粘连团聚，制得成品粗骨料。
50.细骨料的制备例制备例17：细骨料采用如下方法制备而成：在100kg细石英石表面均匀喷涂2.6kg聚丙烯酰胺液，聚丙烯酰胺液为质量分数5％的聚丙烯酰胺水溶液，经干燥、分散至细石英石互不粘连、团聚，制得成品细骨料；细石英石为粒径0.05-4mm的连续级配。
51.制备例18：本制备例与制备例17的不同之处在于：在100kg细石英石表面均匀喷涂1kg聚丙烯酰胺液，聚丙烯酰胺液为质量分数5％的聚丙烯酰胺水溶液，经干燥、分散至细石英石互不粘连、团聚，制得成品细骨料。
52.制备例19：本制备例与制备例17的不同之处在于：在100kg细石英石表面均匀喷涂4kg聚丙烯酰胺液，聚丙烯酰胺液为质量分数5％的聚丙烯酰胺水溶液，经干燥、分散至细石英石互不粘连、团聚，制得成品细骨料。实施例
53.实施例1：一种抗辐射混凝土：水泥120kg、粉煤灰40kg、矿粉35kg、粗骨料138kg、细骨料86kg、金属纤维16kg、复合填料20kg、冷水68kg、缓凝剂1.5kg、减水剂3kg；水泥由质量比为3:1的普通硅酸盐水泥和磷铝酸盐水泥组成，硅酸盐水泥强度为42.5，磷铝酸盐水泥强度为52.5；粉煤灰为f类ⅱ级粉煤灰，粉煤灰的细度(45μm方孔筛筛余)8％，烧失量＜4.5％，需水量比＜96％，含水量＜0.2％；矿粉为s95级矿渣粉，密度为2.8g/cm3，比表面积为420m2/kg，活性指数(7d)为82％，活性指数(28d)为94％，流动度比为96％，含水量为0.2％；粗骨料选用制备例14制备的粗骨料，细骨料选用制备例17制备的细骨料；金属纤维选用制备例10制备的金属纤维；复合填料由质量比为1:2:0.7的氧化石墨烯、氮化硼和制备例13制备的包膜硅酸钠组成，氧化石墨烯粒径为40μm，氮化硼粒径为100nm；冷水温度为5℃；缓凝剂为木质素磺酸钠；减水剂为聚羧酸高效减水剂；制备方法如下：s1、称取水泥、粉煤灰、矿粉、金属纤维、复合填料混合搅拌均匀，制得初混料；s2、称取粗骨料、细骨料混合搅拌均匀，然后与初混料混合搅拌均匀制得，混合料；s3、称取混合料、冷水、减水剂、缓凝剂混合搅拌均匀，制得拌和料；s4、拌和料经浇筑、养护，制得成品抗辐射混凝土。
54.实施例2：本实施例与实施例1的不同之处在于：水泥100kg、粉煤灰35kg、矿粉30kg、粗骨料100kg、细骨料70kg、金属纤维10kg、复合填料15kg、冷水65kg、缓凝剂1kg、减水剂2.2kg；粗骨料选用制备例15制备的粗骨料，细骨料选用制备例18制备的细骨料；金属纤维选用制备例11制备的金属纤维；复合填料由质量比为1:1:0.5的氧化石墨烯、氮化硼和制备例13制备的包膜硅酸钠组成。
55.实施例3：本实施例与实施例1的不同之处在于：水泥130kg、粉煤灰50kg、矿粉40kg、粗骨料150kg、细骨料100kg、金属纤维20kg、复合填料25kg、冷水72kg、缓凝剂2kg、减水剂4.0kg；粗骨料选用制备例16制备的粗骨料，细骨料选用制备例19制备的细骨料；金属纤维选用制备例12制备的金属纤维；复合填料由质量比为1:3:1的氧化石墨烯、氮化硼和制备例13制备的包膜硅酸钠组成。
56.实施例4：本实施例与实施例1的不同之处在于：
金属纤维中未添加改性tpu颗粒和环氧树脂液。
57.实施例5：本实施例与实施例1的不同之处在于：金属纤维中以同等质量的铜纤维丝替换铜纤维，即铜纤维丝表面未经松香甘油酯液和蜂胶液处理。
58.实施例6：本实施例与实施例1的不同之处在于：金属纤维中以同等质量的碳钢纤维丝替换碳钢纤维，即碳钢纤维丝表面未经过松香甘油酯液和羧甲基壳聚糖处理。
59.实施例7：本实施例与实施例1的不同之处在于：金属纤维中以同等质量的tpu替换改性tpu颗粒。
60.实施例8：本实施例与实施例1的不同之处在于：复合填料中未添加包膜硅酸钠。
61.实施例9：本实施例与实施例1的不同之处在于：粗骨料为石英石。
62.实施例10：本实施例与实施例1的不同之处在于：细骨料为细石英石。
63.对比例对比例1：本对比例与实施例1的不同之处在于：原料中未添加金属纤维和复合填料。
64.对比例2：本对比例与实施例1的不同之处在于：水为温度38℃的水。
65.性能检测试验1、抗压强度检测分别采用实施例1-10以及对比例1-2的制备方法制备成品混凝土，参考gb/t50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》，检测28d的抗压强度，记录数据；将混凝土表面划缝10条，长度1cm，温度34℃相对湿度65％的条件下放置10d后，再次检测抗拉强度，记录数据。
66.2、裂缝检测分别采用实施例1-10以及对比例1-2的制备方法制备成品混凝土，试块尺寸为长
×
宽
×
高＝1m
×
1m
×
1m，养护28d后，沿长度方向垂直分割开来，记录实施例1-11以及对比例1-2的内部裂缝数和表面裂缝数，记为总裂缝数。
67.3、抗辐射性能检测分别采用实施例1-10以及对比例1-2的制备方法制备成品混凝土，检测被γ射线和中子射线穿透1cm的线性衰减系数，衰减系数为被测射线穿透1cm厚的混凝土后衰减的能量与初始能量的比值；γ射线≧0.2mev，中子射线≧10mev。
68.表1性能测试表
结合实施例1-3并结合表1可以看出，本技术制备的成品抗辐射混凝土具有较高的抗压强度，并且裂缝数较少，抗辐射效果较好，即使混凝土表面产生划缝，仍具有较高的机械强度。
69.结合实施例1和实施例4-10并结合表1可以看出，实施例4金属纤维中未添加改性tpu颗粒和环氧树脂液，相比于实施例1，实施例4制备的混凝土抗压强度小于实施例1，裂缝数大于实施例1，抗辐射效果差于实施例1；说明铜纤维、碳钢纤维、改性tpu颗粒和环氧树脂液相配合，利用纤维表面的tpu颗粒较好的弹性，水化过程中为胶凝材料的膨胀提供空间，尽量避免膨胀的胶凝材料挤压刚性纤维而导致浇筑的混凝土拌和料发生整体膨胀；并且能够回弹填充混凝土内部结构，保证混凝土内部结构致密度，使混凝土具有较好抗辐射效果的同时具有较高的机械强度；另一方面，铜纤维和碳钢纤维在环氧树脂液的作用下，容易在混凝土内部形成网络结构，提高混凝土抗辐射效果的同时提高机械强度。
70.实施例5金属纤维中以同等质量的铜纤维丝替换铜纤维，相比于实施例1，实施例5制备的混凝土抗压强度小于实施例1，裂缝数大于实施例1，抗辐射效果差于实施例1；说明铜纤维丝、松香甘油酯、蜂胶相配合，通过提高铜纤维丝表面粗糙度，提高铜纤维丝与胶凝材料的粘结效果，从而提高混凝土的结构致密度，同时松香甘油酯和蜂胶还能够反射射线，从而保证混凝土的抗辐射效果。
71.实施例6金属纤维中以同等质量的碳钢纤维丝替换碳钢纤维，相比于实施例1，实施例6制备的混凝土抗压强度小于实施例1，裂缝数大于实施例1，抗辐射效果差于实施例1；说明碳钢纤维丝、松香甘油酯和羧甲基壳聚糖相配合，利用羧甲基壳聚糖具有亲水吸湿效果，提高混凝土内部结构致密度，使混凝土具有较好的抗辐射效果的同时具有较高的机械强度。
72.实施例7金属纤维中以同等质量的tpu替换改性tpu颗粒，相比于实施例1，实施例7制备的混凝土抗压强度小于实施例1，裂缝数大于实施例1，抗辐射效果差于实施例1；说明利用tpu的弹性便于填充混凝土孔隙，配合炭黑对辐射的吸附、散射效果，提高金属纤维在混凝土中的粘结致密度并提高混凝土的抗辐射效果。
73.实施例8复合填料中未添加包膜硅酸钠，相比于实施例1，实施例8制备的混凝土抗压强度小于实施例1，裂缝数大于实施例1，抗辐射效果差于实施例1，划缝后抗压强度与初始抗压强度差值小于实施例1对应差值；说明使混凝土表面即使产生裂缝，但通过硅酸钠的填充修复，仍能够保证其机械强度和耐久性，并且保证其抗辐射效果。
74.实施例9粗骨料为石英石，相比于实施例1，实施例9制备的混凝土抗压强度小于实施例1，裂缝数大于实施例1，抗辐射效果差于实施例1；说明石英石、疏水竹纤维、金属纤维相配合，利用疏水竹纤维与金属纤维的交织缠绕作用，进一步提高混凝土内部结构致密度；疏水竹纤维中利用竹纤维的孔隙结构，便于反射、散射射线，并且容易吸收电磁波，从而使混凝土中用量最多的粗骨料表面也能够抵抗辐射，使混凝土整体具有较好的抗辐射效果。
75.实施例10细骨料为细石英石，相比于实施例1，实施例10制备的混凝土抗压强度小于实施例1，裂缝数大于实施例1，抗辐射效果差于实施例1；说明在冷水条件下聚丙烯酰胺溶解缓慢，以保证大部分拌和水与水泥颗粒等原料反应，而在随着水化温度的提高，聚丙烯酰胺具有一定程度的缓凝效果，配合缓凝剂，进一步控制混凝土内外温差，保证混凝土不易因水化热过高而导致表面裂缝的产生，从而使混凝土具有较高机械强度的同时裂缝较少。
76.结合实施例1和对比例1-2并结合表1可以看出，对比例1原料中未添加金属纤维和复合填料，对比例1制备的混凝土抗压强度小于实施例1，裂缝数大于实施例1，抗辐射效果差于实施例1；说明金属纤维和复合填料相配合，能够使混凝土具有强度高不易开裂的优点。
77.对比例2水为温度38℃的水，相比于实施例1，对比例2制备的混凝土抗压强度小于实施例1，裂缝数大于实施例1，抗辐射效果差于实施例1；说明冷水温度较低，配合缓凝剂，能够进一步阻止较厚的抗辐射混凝土因水化热而产生裂缝和孔隙，以保证混凝土的机械强度。
78.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种抗辐射混凝土，其特征在于，包含以下重量份的原料制成：水泥100-130份、粉煤灰35-50份、矿粉30-40份、粗骨料100-150份、细骨料70-100份、金属纤维10-20份、复合填料15-25份、冷水65-72份、缓凝剂1-2份、减水剂2.2-4.0份。2.根据权利要求1所述的一种抗辐射混凝土，其特征在于：所述金属纤维由质量比为1:0.5-1.5:0.2-0.4:0.1-0.5的铜纤维、碳钢纤维、改性tpu颗粒和环氧树脂液组成。3.根据权利要求2所述的一种抗辐射混凝土，其特征在于，所述铜纤维由质量比为1:0.05-0.15:0.1-0.3的铜纤维丝、松香甘油酯液和蜂胶液组成。4.根据权利要求2所述的一种抗辐射混凝土，其特征在于，所述碳钢纤维由质量比为1:0.1-0.2:0.15-0.3的碳钢纤维丝、松香甘油酯液和羧甲基壳聚糖组成。5.根据权利要求2所述的一种抗辐射混凝土，其特征在于，所述改性tpu颗粒由质量比为1:0.1-0.2的tpu和炭黑组成。6.根据权利要求1所述的一种抗辐射混凝土，其特征在于，所述复合填料由质量比为1:1-3:0.5-1的氧化石墨烯、氮化硼和包膜硅酸钠组成。7.根据权利要求6所述的一种抗辐射混凝土，其特征在于，所述包膜硅酸钠是由聚丙烯熔液包覆硅酸钠制得。8.根据权利要求1所述的一种抗辐射混凝土，其特征在于，所述粗骨料由质量比为100:1-3的石英石和疏水竹纤维组成。9.根据权利要求1所述的一种抗辐射混凝土，其特征在于，所述细骨料由质量比为100:1-4的细石英石和聚丙烯酰胺液组成。10.权利要求1-9任一项所述的一种抗辐射混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、称取水泥、粉煤灰、矿粉、金属纤维、复合填料混合搅拌均匀，制得初混料；s2、称取粗骨料、细骨料混合搅拌均匀，然后与初混料混合搅拌均匀制得，混合料；s3、称取混合料、冷水、减水剂、缓凝剂混合搅拌均匀，制得拌和料；s4、拌和料经浇筑、养护，制得成品抗辐射混凝土。

技术总结
本申请涉及混凝土制备领域，具体公开了一种抗辐射混凝土及其制备方法；抗辐射混凝土包含以下重量份的原料制成：水泥100-130份、粉煤灰35-50份、矿粉30-40份、粗骨料100-150份、细骨料70-100份、金属纤维10-20份、复合填料15-25份、冷水65-72份、缓凝剂1-2份、减水剂2.2-4.0份；其制备方法为：称取水泥、粉煤灰、矿粉、金属纤维、复合填料混合搅拌均匀，制得初混料；称取粗骨料、细骨料混合搅拌均匀，然后与初混料混合搅拌均匀制得，混合料；称取混合料、冷水、减水剂、缓凝剂混合搅拌均匀，制得拌和料；拌和料经浇筑、养护，制得抗辐射混凝土；使成品具有不易开裂且强度较高的优点。具有不易开裂且强度较高的优点。


技术研发人员：张林 姚大清 吴永松 王顺
受保护的技术使用者：仁寿县旭昱商品混凝土有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/8