一种降低混凝土中氡析出率的复合吸附材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种混凝土外加剂，具体涉及一种降低混凝土中氡析出率的复合吸附 材料。
【背景技术】
[0002] 伴随着工业技术发展和人们生活水平的提高，人类生产实践活动导致的天然辐射 照射水平的增加作为一种对公众健康和环境造成危害的因素，日益得到社会广泛关注。国 际癌症研宄机构已将氡归为I类致癌物。世界卫生组织也将氡列入19种重要的环境致癌 物。据联合国辐射效应科学委员会最新研宄成果表明：居民终生（75年）处在氡浓度为 IOOBqnT3环境中所致肺癌的超额相对危险因子为0. 16。国内多位学者调查研宄表明室内氡 浓度平均水平在逐渐升高，2000年之后建造房屋居室内氡浓度升高明显，其主要原因是大 量矿渣在建材中的使用；研宄还表明加气混凝土的氡析出率最高，混凝土次之，然而混凝土 是人类用量最大的建筑材料。因此降低混凝土中氡的析出率可以直接降低室内氡浓度，从 而减少居民的受照射剂量。
[0003] 据报道，埃及采用天然纤维材料用于防氡辐射，用炉灰水泥作为建筑物的内墙预 涂料，对氡气具有良好的屏蔽作用。在专利W00212796中，发明人利用含沸石分子筛的装 置可吸附空气中的氡气。专利DE19645193采用聚烯烃与不少于20%的碳粉混合制备防 氡板吸收氡气。在美国专利US5331022中，研宄人员将水溶液、溶剂、乙烯-氯-丙烯酸酯 共聚物分散体系，用于减少室内氡气污染。专利US-5331122涉及轻质防氡防潮建筑材料 复合板。在专利US5194158中采用聚合物膜和硅橡胶等复合而成的多孔膜作为防氡系统。 S. Takriti等人提出在水泥砌筑物外覆盖一层PE薄膜可以减少氡气的散射。K. N. YU等人认 为在波特兰水泥中加入硅胶（silica fume)可以阻止氡气的散射。Kant K等人认为偏高岭 土（METAKAOLIN)可作为一种水泥的防氡添加剂，使氡气的辐射率比正常的水泥减少30%。
[0004] 国内主要集中在防氡涂料和防氡砂浆的研宄，防氡涂料方面主要有：南华大学肖 德涛等人研制得环保降氡涂料降氡效率可达80%以上；湖南省劳动卫生职业病防治研宄 所研制的871防氡涂料；浙江大学化学系余利民等人研制的环保型防氡涂料对氡和其他放 射性物质具有良好的阻挡和隔离作用等等。防氡砂浆方面主要有：香港城市大学高秀峰等 人研制的复合砂浆有效地降低居室内氡气浓度；西南科技大学何登良等人研制的防氡防辐 射水泥砂浆。此外，北京朗新明环保科技有限公司罗小红等人研发了一种防辐射板。
[0005] 防氡复合板、膜，防氡涂料、砂浆均对室内氡气浓度降低有较好的效果。防氡复合 板、膜通阻隔作用，阻止氡气的散射；过防氡涂料和防氡砂浆主要是利用形成的膜有很好的 致密性使得氡不会从墙体逃逸到空气中来，但是防氡涂料和防氡砂浆喷涂之后墙体难免会 有裂缝产生或者是墙体上有开关等存在一定缝隙，氡会从这些缝隙中进入室内，使得防氡 效果降低。虽然也有一些防氡涂料和防氡砂浆中掺氡气的吸附剂沸石和硅胶等，同样也存 在缝隙，使得氡轻易的进入室内。防氡涂料和防氡砂浆都是一种被动的防氡体系，使用过程 中受到裂缝的影响不可避免。因此，研宄如何降低墙体本身氡析出率，对降低室内氡浓度具 有非常重要的意义。
【发明内容】
[0006] 防氡涂料、防氡砂浆和防辐射板都是被动的防氡，建筑物中一旦有缝隙，防氡的效 果将大大的降低，然而现代建筑物有采暖系统、有通风系统、照明系统以及厨房的排烟系统 等等，都会产生缝隙，采用防氡涂料、防氡砂浆和防辐射板无法解决。为了解决以上技术问 题，本发明实施例中提供了一种降低混凝土中氡析出率的复合吸附材料，并将此复合吸附 材料添加到混凝土中，直接降低混凝土中氡的析出率，从而直接降低建筑物内氡气的浓度， 是一种主动的方法，是在建筑物在建设的时候就开始实施，同时也是一种提前预防的方法。
[0007] 复合吸附材料的降低氡析出率的原理是利用复合吸附材料的很强的吸附能力对 孔隙或者迀移路径上的氡原子进行捕获，局部降低氡浓度，从而使周边更多的氡原子通过 该路径而被吸附；同时由于混凝土的粒径与复合吸附材料的粒径存在差异，复合吸附材料 的粒子可以填充到混凝土的空隙中，对空隙起到堵塞作用，减弱氡的析出。
[0008] 本发明提供的一种降低混凝土中氡析出率的复合吸附材料的组分包括活性炭、硅 灰与沸石粉；其中，各组分的质量分数分别为活性炭60%~95%，硅灰2%~25%，沸石粉 2%~20%〇
[0009] 优选的，上述的复合吸附材料，其中，复合吸附材料的组分还包括改性硅藻土、改 性高岭土，其中，质量分数分别为改性硅藻土 1%~2%、改性高岭土 1%~2%。
[0010] 优选的，上述的复合吸附材料，其中，各组分的质量分数分别为活性炭85 %~ 92%，硅灰3%~8%，沸石粉4%~8%。
[0011] 优选的，上述的复合吸附材料，其中，各组分的质量分数分别为活性炭90%，硅灰 5%，沸石粉5%。
[0012] 优选的，上述的复合吸附材料，其中，所述活性炭的粒径为40~300目。
[0013] 优选的，上述的复合吸附材料，其中，所述活性炭的粒径为150~250目。
[0014] 优选的，上述的复合吸附材料，其中，所述活性炭选自木质炭，椰壳炭、煤质炭、果 壳炭中的一种或者多种。
[0015] 优选的，上述的复合吸附材料，其中，所述沸石粉的粒径为80~200目。
[0016] 优选的，上述的复合吸附材料，其中，所述沸石粉的粒径为100~150目。
[0017] 将上复合吸附材料添加到混凝土中降低混凝土中氡析出率，其中，复合吸附材料 的添加量为基准水泥质量的1% -5% (质量分数）。
[0018] 优选的，将上述复合吸附材料添加到混凝土中降低混凝土中氡析出率，其中，复合 吸附材料的添加量为基准水泥质量的3% -5% (质量分数）。
[0019] 本发明提供的复合吸附材料中，硅灰的平均粒径为150nm左右，比水泥颗粒的粒 径小100~150倍，因此，在混凝土中掺杂硅灰后，硅灰颗粒能充分堵塞水泥颗粒之间的空 隙，使氡在混凝土中的扩散能力减弱，从而导致混凝土建材的氡析出率降低。
[0020] 沸石粉含有一定量的活性二氧化硅和三氧化二硅，能与水泥的水化产物氢氧化钙 作用，生成胶凝物质改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土强度，改善硅灰、活性炭与混 凝土混合时，漂浮在混凝土表面不易混合均匀的缺点。
[0021] 虽然活性炭颗粒较水泥颗粒的粒径大很多，因此，活性炭的加入不会堵塞水泥颗 粒间的孔隙甚至可能使孔隙度增加，但是活性炭对氡的吸附作用能够对孔隙或者迀移路径 上的氡原子进行捕获，局部降低氡浓度，从而使周边更多的氡原子通过该路径而被吸附。
[0022] 同时，改性高岭土和改性硅藻土，由于本身的吸附作用和物理特点，加入到混凝土 中时，能够捕捉一定的金属离子，同时，借助于其自身的可塑性，结合性等特点，能够使得复 合吸附材料的制备更容易，并且在掺杂入混凝土过程中改善掺杂效果，促进复合吸附材料 分布局均勾。
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