专利名称：：毒重石水泥及其制品的制作方法
技术领域：
：本发明属于水泥及其制品，涉及一种毒重石水泥及其制品。适用于采用毒重石制造防射线水泥、防射线混凝土、防射线砂浆等防射线用建筑材料。
背景技术：
：对于核发射源(原子能反应堆、粒子加速器及其它核电含放射源装置)的防护材料大多采用复合防护水泥基材料、铅板等。铅板防护效果好，但有毒，且价格昂贵；而水泥防复能力较差，需做较厚的复合防护层才能达到一定的防护能力，对防射线要求很高的水泥，可采用钡水泥，用以增大混凝土的容重，价格昂贵。因此上述两类材料在有射线辐射或防射线辐射的场合的民用建筑一般难以使用。随着核工业的发展和放射性同位素在工业、农业、医疗和科研试验室方面的应用，民用建筑对防射线建筑材料需求加大，尤其是核和放射性同位素的辐射，其辐射的射线主要是x、ci、P、y和中子射线等几种，其中a、P射线比x、Y中子射线弱，一般密实混凝土均有防御能力，对于x、Y射线要求高密度材料具有较好防御能力。对于中子射线要求含有氢原子的材料，尤其含有原子的水则具有较强的防御能力。现有技术中，国内外防射线所采用的胶凝材料一般是相对密度较大、水化后能产生较多结晶水合物的特种水泥一矾土水泥和钡水泥等。但此类水泥存在价格高、水化热大、早期强度增长较快易出现裂纹、易受大气侵蚀等缺点，因此限制了其使用范围。对于民用建筑所开发的防辐射的特种材料，尚未见效果好、价廉且实用的文献报道。
发明内容本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足，通过将毒重石作为水泥及其制品的组分，从而提供一种生产工艺简单、产品的防辐射能力强且各项性能达到国标要求、成本低、实用性强的毒重石水泥及其制品。本发明所述的毒重石水泥指由硅酸盐水泥熟料和毒重石、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料；毒重石水泥制品指以毒重石为骨料配制的混凝土或砂桨。本发明的内容是一种毒重石水泥，其特征是该毒重石水泥的组成及各组分的重量百分比例包括碳酸钡的重量百分含量大于40%的毒重石1080%、二水石膏1~5%、以及硅酸盐水泥熟料15~86%。所述毒重石水泥的制备方法，其步骤包括按所述配方和重量百分比例取各组分，将二水石膏破碎后与硅酸盐水泥熟料置入辊压机挤压，打散分级机分选后，制成粒径小于0.5mm的半成品，同毒重石经破碎机破碎到5,方孔筛余小于10%，混合后，在球磨机内粉磨，过45ym筛，筛余小于10%，粉磨后的粉未即制得毒重石水泥。本发明的内容中所述碳酸钡的重量百分含量大于40%的毒重石替换为工业碳酸钡。本发明的另一内容是一种毒重石水泥制品，其特征是该毒重石水泥制品主要由1-2重量份硅酸盐水泥、4-6重量份粒径为8-20誦的毒重石碎石、3-5重量份粒径〈5咖的毒重石砂、以及0.2—0.6重量份的水混合组成；该毒重石水泥制品为防射线混凝土。所述毒重石水泥制品~~"防射线混凝土的制备方法，其步骤包括按重量份数比例取各组分，将硅酸盐水泥、粒径8-20mm的毒重石碎石、粒径〈5mm的毒重石砂，由螺旋输送入混凝土搅拌机，加水，混匀、搅拌得含毒重石的防射线拌合混凝土浆体，入模，成形制得混凝土供试体，经养护，制得含毒重石的防射线混凝土。本发明的另一内容是一种毒重石水泥制品，其特征是该毒重石水泥制品主要由1-2重量份硅酸盐水泥、4-7重量份粒径〈5mm的毒重石砂混合组成；该毒重石水泥制品为防射线砂浆。所述毒重石水泥制品——防射线砂浆的制备方法，其步骤包括按重量份数比例取各组分，将硅酸盐水泥、粒径〈5mm的毒重石砂，输送入搅拌机，常温混匀、搅拌即制得含毒重石的防射线砂浆。4上述毒重石水泥、毒重石水泥制品中还可以添加有外加剂，例如减水剂等，根据需要选择。所述毒重石水泥和毒重石水泥制品用于生产建筑砌块及其它建筑用品，例如用于砌筑墙体或屋盖板，具有较好的防射线效果。与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果(1)毒重石是一种含碳酸钡的天然矿物，属斜方晶系，其比重为4.3-4.5，在水泥中有较好的化学稳定性，难溶于水，容易研磨加工，和水泥熟料一起混合碾磨可以节省能耗，具有比重大、硬度低、性脆及吸收X射线、Y射线等特性；我国毒重石资源丰富，储量大、品位高，有着深远的开发前景和成本优势；本发明以毒重石作为水硬性胶凝材料混合材制备水泥，以及以毒重石为粗细骨料制备混凝土、砂浆等防射线用建筑材料，从而开发和使用毒重石水泥及其制品，对降低成本、提高资源利用率、开发新型防射线材料，具有重要的现实意义；(2)采用本发明，毒重石水泥及其制品的防辐射能力强，具有较强的阻挡吸收射线的能力，对《射线、々射线可以完全吸收，对X射线、y射线有显著的阻挡衰减作用，具有防X射线、防y射线功能；(3)本发明所得的毒重石水泥及其制品的各项性能达到国标要求，其中毒重石水泥的强度等级达到42.5强度等级要求，具有保水性好、抗硫酸盐侵蚀能力强、耐磨性好、干縮率小等特点；可广泛用于民用建筑，成本低、防射线性能好、易于施工、不影响普通硅酸盐水泥性能；(4〉本发明以毒重石为防X射线、y射线的基元材料，价格相对较低，降低了工程造价，且其施工简单，可根据不同场合采用不同的比例，以达到不同的防护效果；(5)本发明产品制备工艺简单，无需添置专用设备，工序简便，容易操作，实用性强。具体实施例方式下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。实施例l:一种毒重石水泥，其组成及各组分的重量百分比例为毒重石10%，二水石膏5%、硅酸盐水泥熟料85%，该毒重石水泥的生产工艺为采用所述配方和重量百分比例取各组分，将二水石膏破碎后与硅酸盐水泥熟料置入辊压机挤压，打散分级机分选后，制成粒径小于0.5mm的半成品，同毒重石经破碎机破碎到5mm方孔筛余小于10%，混合后，在球磨机内粉磨，过45um筛，筛余小于10%，粉磨后的粉未即制得毒重石水泥。对该毒重石水泥的比表面积、沸煮安定性、凝结时间、抗折强度、抗压强度进行性能检测，各项性能达到了GB175-2007复合硅酸盐水泥的要求。如下表1:表1:实施例1的毒重石水泥的物理性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例2:一种毒重石水泥，其组成及各组分的重量百分比例为毒重石80%，二水石膏5%、硅酸盐水泥熟料15%，该毒重石水泥的生产工艺为采用所述配方和重量百分比例各组分，将二水石膏破碎后与硅酸盐水泥熟料置入辊压机挤压，打散分级机分选后，制成粒径小于0.5mm的半成品，同毒重石经破碎机破碎到5mm方孔筛余小于10%，混合后，在球磨机内粉磨，过45wm筛，筛余小于10%，粉磨后的粉未即制得毒重石水泥。对该毒重石水泥比表面积、沸煮安定性、凝结时间、抗折强度、抗压强度进行性能检测，各项性能达到GB/T3183-2003砌筑水泥175tt水泥的要求。如下表2:表2:实施例2的毒重石水泥的物理性能沸煮凝结时间/抗折强度抗压强度泌水性安定min/MPa/MPa性初凝终凝7d28d7d28d7%合格3134432.05.0918实施例3:一种毒重石水泥，其组成及各组分的重量百分比例为毒重石20%，二水石膏2%、硅酸盐水泥熟料78%，该毒重石水泥的生产工艺为采用所述配方和重量百分比例取各组分，将二水石膏破碎后与硅酸盐水泥熟料置入辊压机挤压，打散分级机分选后，制成粒径小于0.5mm的半成品，同毒重石经破碎机破碎到5mm方孔筛余小于10%，混合后，在球磨机内粉磨，过45um筛，筛余小于10%，粉磨后的粉未即制得毒重石水泥。对该毒重石水泥的比表面积、沸煮安定性、凝结时间、抗折强度、抗压强度进行性能检测，各项性能达到了复合硅酸盐水泥的要求。如下表3:表3:实施例3的毒重石水泥的物理性能比表面积/m2.Kg—1沸煮安定凝结时间/min抗折强度/MPa抗压强度/MPa性初凝终凝3d28d3d28d327.8合格1702503.86.8217.243.7实施例4一9:一种毒重石水泥，其组成及各组分的重量百分比例见下表4;该毒重7石水泥的生产工艺为采用所述配方和重量百分比例取各组分，将二水石膏破碎后与硅酸盐水泥熟料置入辊压机挤压，打散分级机分选后，制成粒径小于0.5mm的半成品，同毒重石经破碎机破碎到5mm方孔筛余小于10%，混合后，在球磨机内粉磨，过45iim筛，筛余小于10%，粉磨后的粉未即制得毒重石水泥。对该毒重石水泥的比表面积、沸煮安定性、凝结时间、抗折强度、抗压强度进行性能检测，各项性能达到了复合硅酸盐水泥的要求。表4:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例10:一种毒重石水泥制品——含毒重石的防射线混凝土，按重量份数，以表观密度3450Kg/m3进行配比设计，将1份42.5级硅酸盐水泥、4份粒径8-20mm毒重石碎石、3.5份粒径〈5mm的毒重石砂，由螺旋输送入混凝土搅拌机，加0.2份水，在2(TC下混匀、搅拌得含毒重石的防射线拌合混凝土浆体，入边长为150ram模，成形得混凝土供试体，经标准条件下养护(温度20土3。C，相对湿度90%以上)28d，得到了含毒重石的防射线混凝土。测定其抗压强度(28d)为33.2MPa，坍落度为180mm，产品达到GB/T14902—2003C30预拌混凝土中普通混凝土的性能要求。实施例U—16:一种毒重石水泥制品——含毒重石的防射线混凝土，该毒重石水泥制品主要由1-2重量份硅酸盐水泥、4-6重量份粒径为8-20mm的毒重石碎石、3-5重量份粒径〈5mm的毒重石砂、以及0.2—0.6重量份的水混合组成；具体用量比例见表5:表5:\<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>所述毒重石水泥制品——防射线混凝土的制备方法，其步骤包括按重量份数比例取各组分，将硅酸盐水泥、粒径8-20皿的毒重石碎石、粒径〈5mm的毒重石砂，由螺旋输送入混凝土搅拌机，加水，混匀、搅拌得含毒重石的防射线拌合混凝土浆体，入模，成形制得混凝土供试体，经养护，即制得含毒重石的防射线混凝土。实施例17:一种毒重石水泥制品——含毒重石的防射线砂浆，按重量份数，以表观密度3200Kg/m3进行配比设计，将1份42.5级硅酸盐水泥、4份粒径〈5mm的毒重石砂，输送入搅拌机，常温混匀、搅拌即制得含毒重石的防射线砂浆，测定其28d抗压强度为25.38，凝结时间为6.8h，保水性90.2%，其性能达到JG/T230-2007预拌砂浆中普通干湿砌筑砂浆M25的要求。实施例18—23:一种毒重石水泥制品——含毒重石的防射线砂浆，该毒重石水泥制品主要由1-2重量份硅酸盐水泥、4-7重量份粒径〈5mm的毒重石砂混合组成;具体用量比例见表6:表6:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>所述毒重石水泥制品——防射线砂浆的制备方法，其步骤包括按重量份数比例取各组分，将硅酸盐水泥、粒径〈5ram的毒重石砂，输送入搅拌机，常温混匀、搅拌即制得含毒重石的防射线砂浆。实施例24:一种毒重石水泥制品——含毒重石防射线混凝土，其组成及各组分的重量配合比和混凝土的性质见下表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>该含毒重石防射线混凝土的制备方法同实施例10—16中任一。实施例25:一种毒重石水泥制品——含毒重石防射线砂浆，其组成及各组分的重量配合比和混凝土的性质见下表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>该含毒重石防射线砂浆的制备方法同实施例17—23中任一。注上述实施例l一中所述的毒重石均是碳酸钡的重量百分含量大于40%的毒重石。本发明不限于上述实施例，本
发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。权利要求1、一种毒重石水泥，其特征是该毒重石水泥的组成及各组分的重量百分比例包括碳酸钡的重量百分含量大于40％的毒重石10～80％、二水石膏1～5％、硅酸盐水泥熟料15～86％。2、根据权利要求1所述的毒重石水泥，其特征是所述碳酸钡的重量百分含量大于40%的毒重石替换为工业碳酸钡。3、一种毒重石水泥制品，其特征是该毒重石水泥制品主要由1-2重量份硅酸盐水泥、4-6重量份粒径为8-20mm的毒重石碎石、3-5重量份粒径〈5ram的毒重石砂、以及0.2—0.6重量份的水混合组成。4、一种毒重石水泥制品，其特征是该毒重石水泥制品主要由l-2重量份硅酸盐水泥、4-7重量份粒径〈5mm的毒重石砂混合组成。全文摘要一种毒重石水泥，其特征是主要由碳酸钡的重量百分含量大于40％的毒重石10～80wt％、二水石膏1～5wt％、以及硅酸盐水泥熟料15～86wt％经混合、粉磨制得。含毒重石的防射线混凝土按重量份数，主要由1-2份硅酸盐水泥、4-6份毒重石碎石、3-5份毒重石砂与0.2-0.6份水组成。含毒重石的防射线砂浆按重量份数，主要由1-2份硅酸盐水泥、4-7份毒重石砂组成。本发明公开的毒重石水泥及其制品具有防X射线、γ射线功能，生产工艺简单，成本低廉，易于施工，不影响普通硅酸盐水泥性能，可广泛用作民用建筑中的防射线建筑材料。文档编号C04B7/14GK101519283SQ20091005870公开日2009年9月2日申请日期2009年3月26日优先权日2009年3月26日发明者吕淑珍,雷永林,霍冀川申请人:西南科技大学