本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种用废弃混凝土和重晶石湿磨工艺制备防辐射混凝土的方法。
背景技术：
：随着我国建筑业的蓬勃发展，对建筑材料的需求量快速增加。我国的混凝土年需求量达到13-14亿立方米，其中砂石所占比例较高，所以大量开山取石加工成砂石严重破坏了生态环境。同时建筑中大量的废弃混凝土占用了大片土地，引起了环境和社会问题。因此重新利用废弃混凝土成为解决废弃混凝土的一项有效措施。在防辐射混凝土中将表观密度较大的重晶石作为集料，是因其优良的射线屏蔽性能。重晶石依靠较大的原子系数及较高表观密度，能有效阻挡射线穿透混凝土。钡渣是钡盐生产中的残余固体，是工业废渣。随着我国化工业的发展，钡渣的产生量逐年增加，累计堆积量已超千万吨。由于钡渣可重复利用率低、重复利用成本高，现在钡渣的处理主要采取堆存的方式。这不仅占用大量土地，还污染了当地环境。而且随着雨水冲刷，Ba2+易渗透到地下水，使得地下水中Ba2+含量超标，对生物直接产生不良影响。所以，妥善处理钡渣，实现钡渣的重复利用成为现在急需解决的问题。湿磨是把物体加水磨成浆体的一种生产方法。磨成的浆体有单位重量能耗低、细度均匀、噪音小等特点。基于废弃混凝土、重晶石和钡渣的排放量大且较难利用的特点，结合湿磨工艺的技术特点，可望设计一种能耗低、利废率高的防辐射混凝土的制备方法。防辐射混凝土又称放射性混凝土、原子能防护混凝土、屏蔽混凝土或核反应堆混凝土，密度不小于3300kg/m3。作为粒子加速器、含放射源装置及原子能反应堆的防护材料，它能有效屏蔽射线辐射，射线一般指α、β、γ等射线和中子辐射。现在辐射屏蔽的措施主要是采用高表观密度和高原子序数材料，如采用铅板、钢板和混凝土的多层防护。铅虽然有较好的防射线功能，但属于贵重金属，大量使用铅使得成本较高，而且多层屏蔽增加了施工难度。在已有专利资料中，CN105084803A公布了一种含钡渣的防辐射矿物掺合料的生产方法，是由组分和组分含量为：磨细钡渣50％-60％，粉煤灰20％-30％，磨细矿粉10％-15％，粉体聚羧酸减水剂0.5％-1％，聚丙烯纤维0.1％-0.3％，硅灰5％-10％，增稠剂0.5％-1％制成的防辐射矿物掺合料。增稠剂为聚醚改性增稠剂。技术实现要素：本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种制备成本低，为废弃混凝土和钡渣的重复利用提供了一条新途径，能很好地屏蔽α、β、γ等射线和中子辐射的用废弃混凝土和重晶石湿磨工艺制备防辐射混凝土的方法。本发明目的的实现方式为，用废弃混凝土和重晶石湿磨工艺制备防辐射混凝土的方法，具体步骤如下：1)将废弃混凝土、含钡渣的矿物掺合料中的钡渣分别置于破碎机中破碎至平均粒径2-25mm的粉料，粒径小于4.8mm的废弃混凝土为细骨料，大于4.8mm的废弃混凝土为粗骨料，取重量份数为20-28份的细骨料，向其中加重量份数为8-13的重晶石砂，得含重晶石的细骨料；取重量份数为23-37份粗骨料，向其中加重量份数为10-18重晶石碎石，得到含重晶碎石的粗骨料；所述含钡渣的矿物掺合料的组分及其含量按照质量百分比计为：钡渣50％-60％、粉煤灰20％-25％、矿粉6％-10％、硅灰5％-8％；2)将步骤1)中得到的重量份数28-41份含重晶石的细骨料和18-22份含钡渣的矿物掺合料置于湿磨机，加重量份数0.6-0.9份助磨剂，按照水料重量比0.5-0.7的比例加水，球磨2小时，至比表面积为600-800m2/kg，颗粒平均直径2-25μm的浆料，陈化1小时；所述助磨剂是三乙醇胺类助磨剂或聚合多元醇类助磨剂；3)将步骤2)中得到的浆料放置于搅拌机，加步骤1)中得到的重量份数33-55份含重晶碎石的粗骨料、8-12份水泥、15-21份河砂、4-7份水、0.4-0.8份减水剂，搅拌均匀得混合物浆料；所述减水剂为聚羧酸盐系减水剂或三聚氰胺系减水剂；4)将混合物浆料注入模具振捣成型，养护即得防辐射混凝土。本发明具有以下优点：1)废弃混凝土中粗骨料得以重复利用，减少了天然集料的开采；2)废弃混凝土的利废率达到60％以上，实现环保的目的；3)钡渣得以重复利用，制备出屏蔽性能高的防辐射混凝土，能很好地屏蔽α、β、γ等射线和中子辐射，还解决了钡渣堆积带来的环境问题；4)湿磨工艺产生的浆体的单位重量方法简便、能耗低、细度均匀、噪音小、成本低廉，应用前景广泛。本发明制备的防辐射混凝土可广泛应用于核电站、医院等建筑。具体实施方式本发明将废弃混凝土和含钡渣的矿物掺合料中的钡渣置于破碎机中破碎成粗骨料和细骨料。细骨料和重晶石砂组成含重晶石的细骨料，粗骨料和重晶石碎石组成的含重晶石粗骨料。所述破碎机为冲击式破碎机、反击式破碎机或颚式破碎机。所述重晶石为Ⅱ级重晶石，《重晶石防辐射混凝土应用技术规范》要求Ⅱ级重晶石中硫酸钡所占质量比重为90％-95％。废弃混凝土和矿物掺合料中的钡渣由武汉某建筑垃圾填埋场提供；重晶石碎石和重晶石砂均为Ⅱ级重晶石，市售材料。矿物掺合料中的粉煤灰、矿粉、硅灰，市售材料。取含重晶石的细骨料、含钡渣的矿物掺和料加助磨剂、水置于湿磨机球磨，得粒径2-25μm的浆料，陈化。所述水泥为42.5硅酸盐水泥，市售材料，满足《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)的标准要求。助磨剂是市售材料。浆料加含重晶石的粗骨料、水泥、河砂、份水、减水剂置于搅拌机中搅拌，得混合物浆料。所述搅拌机是梨型、鼓筒型或双锥形搅拌机。减水剂为市售材料。混合物浆料入模具进行振捣成型，养护即得防辐射混凝土。经水化硬化得防辐射混凝土。下面用具体实施例详述本发明。实施例1：1)将废弃混凝土、含钡渣的矿物掺合料中的钡渣分别置于破碎机中破碎至平均粒径2-25mm的粉料，粒径小于4.8mm的废弃混凝土为细骨料，大于4.8mm的废弃混凝土为粗骨料，取重量份数为20份的细骨料，向其中加重量份数为8的重晶石砂，得28份含重晶石的细骨料；取重量份数为23份粗骨料，向其中加重量份数为10重晶石碎石，得到33份含重晶碎石的粗骨料；2)将步骤1)中得到的重量份数28份含重晶石的细骨料和18份含钡渣的矿物掺合料置于湿磨机，加重量份数0.6份三乙醇胺类助磨剂，按照水料重量比0.5的比例加水，球磨2小时，至比表面积为600-800m2/kg，颗粒平均直径2-25μm的浆料，陈化1小时；3)将步骤2)中得到的浆料放置于搅拌机，加步骤1)中得到的重量份数33份含重晶碎石的粗骨料、8份水泥、15份河砂、4份水、0.4份聚羧酸盐系减水剂，搅拌均匀得混合物浆料；4)将混合物浆料注入模具振捣成型，养护即得防辐射混凝土。实施例2：同实施例1，不同的是，1)将废弃混凝土、含钡渣的矿物掺合料中的钡渣分别置于破碎机中破碎至平均粒径2-25mm的粉料，粒径小于4.8mm的废弃混凝土为细骨料，大于4.8mm的废弃混凝土为粗骨料，取重量份数为28份的细骨料，向其中加重量份数为13份的重晶石砂，得41份含重晶石的细骨料；取重量份数为37份粗骨料，向其中加重量份数为18重晶石碎石，得到55份含重晶碎石的粗骨料；2)将步骤1)中得到的重量份数41份含重晶石的细骨料和22份含钡渣的矿物掺合料置于湿磨机，加重量份数0.9份三乙醇胺类助磨剂，按照水料重量比0.7的比例加水，球磨2小时；3)将步骤2)中得到的浆料放置于搅拌机，加步骤1)中得到的重量份数55份含重晶碎石的粗骨料、12份水泥、21份河砂、7份水、0.8份聚羧酸盐系减水剂，搅拌均匀得混合物浆料；4)将混合物浆料注入模具振捣成型，养护即得防辐射混凝土。实施例3：同实施例1，不同的是，1)将废弃混凝土、含钡渣的矿物掺合料中的钡渣分别置于破碎机中破碎至平均粒径2-25mm的粉料，粒径小于4.8mm的废弃混凝土为细骨料，大于4.8mm的废弃混凝土为粗骨料，取重量份数为24份的细骨料，向其中加重量份数为10份的重晶石砂，得34份含重晶石的细骨料；取重量份数为29份粗骨料，向其中加重量份数为14重晶石碎石，得到43份含重晶碎石的粗骨料；2)将步骤1)中得到的重量份数34份含重晶石的细骨料和20份含钡渣的矿物掺合料置于湿磨机，加重量份数0.8份三乙醇胺类助磨剂，按照水料重量比0.6的比例加水，球磨2小时；3)将步骤2)中得到的浆料放置于搅拌机，加步骤1)中得到的重量份数43份含重晶碎石的粗骨料、10份水泥、18份河砂、5份水、0.6份三聚氰胺系减水剂，搅拌均匀得混合物浆料；4)将混合物浆料注入模具振捣成型，养护即得防辐射混凝土。实施例4：同实施例1，不同的是，1)取重量份数为26份的细骨料，向其中加重量份数为11份的重晶石砂，得37份含重晶石的细骨料；取重量份数为32份粗骨料，向其中加重量份数为16重晶石碎石，得到48份含重晶碎石的粗骨料；2)将步骤1)中得到的重量份数37份含重晶石的细骨料和21份含钡渣的矿物掺合料置于湿磨机，加重量份数0.7份三乙醇胺类助磨剂，按照水料重量比0.6的比例加水，球磨2小时；3)将步骤2)中得到的浆料放置于搅拌机，加步骤1)中得到的重量份数48份含重晶碎石的粗骨料、9份水泥、18份河砂、6份水、0.7份三聚氰胺系减水剂，搅拌均匀得混合物浆料；4)将混合物浆料注入模具振捣成型，养护即得防辐射混凝土。实施例5：同实施例1，不同的是，1)取重量份数为22份的细骨料，向其中加重量份数为9份的重晶石砂，得31份含重晶石的细骨料；取重量份数为26份粗骨料，向其中加重量份数为13重晶石碎石，得到39份含重晶碎石的粗骨料；2)将步骤1)中得到的重量份数31份含重晶石的细骨料和19份含钡渣的矿物掺合料置于湿磨机，加重量份数0.6份聚合多元醇类助磨剂，按照水料重量比0.5的比例加水，球磨2小时；3)将步骤2)中得到的浆料放置于搅拌机，加步骤1)中得到的重量份数39份含重晶碎石的粗骨料、11份水泥、16份河砂、6份水、0.5份聚羧酸盐系减水剂，搅拌均匀得混合物浆料；4)将混合物浆料注入模具振捣成型，养护即得防辐射混凝土。实施例6：同实施例1，不同的是，1)取重量份数为27份的细骨料，向其中加重量份数为12份的重晶石砂，得39份含重晶石的细骨料；取重量份数为26份粗骨料，向其中加重量份数为11重晶石碎石，得到37份含重晶碎石的粗骨料；2)将步骤1)中得到的重量份数39份含重晶石的细骨料和20份含钡渣的矿物掺合料置于湿磨机，加重量份数0.9份聚合多元醇类助磨剂，按照水料重量比0.6的比例加水，球磨2小时；3)将步骤2)中得到的浆料放置于搅拌机，加步骤1)中得到的重量份数37份含重晶碎石的粗骨料、11份水泥、20份河砂、4份水、0.6份聚羧酸盐系减水剂，搅拌均匀得混合物浆料；4)将混合物浆料注入模具振捣成型，养护即得防辐射混凝土。实施例7：同实施例1，不同的是，1)取重量份数为21份的细骨料，向其中加重量份数为11份的重晶石砂，得32份含重晶石的细骨料；取重量份数为35份粗骨料，向其中加重量份数为16重晶石碎石，得到51份含重晶碎石的粗骨料；2)将步骤1)中得到的重量份数32份含重晶石的细骨料和21份含钡渣的矿物掺合料置于湿磨机，加重量份数0.8份三乙醇胺类助磨剂，按照水料重量比0.6的比例加水，球磨2小时；3)将步骤2)中得到的浆料放置于搅拌机，加步骤1)中得到的重量份数51份含重晶碎石的粗骨料、9份水泥、19份河砂、7份水、0.7份聚羧酸盐系减水剂，搅拌均匀得混合物浆料；4)将混合物浆料注入模具振捣成型，养护即得防辐射混凝土。七个实施例的防辐射混凝土的物理性能技术指标见表1表1实施例坍落度(mm)扩展度(mm)强度系数抗冻等级实施例1200500C40F250实施例2205530C40F300实施例3205520C40F250实施例4210530C40F250实施例5205510C40F300实施例6210520C40F250实施例7205520C40F300由表1可见，七个实施例制备的防辐射混凝土各项物理性能良好，有较好的工作性能。七个实施例的防辐射混凝土的线性衰减系数(cm-1)见表2表2从表2可见，七个实施例制备的防辐射混凝土对不同强度的γ射线和中子射线的线性衰减系数均优于国外性能指标，均具有良好的防辐射性能。七个实施例的防辐射混凝土的重金属离子浸出指标见表3表3从表3可见，七个实施例制备的防辐射混凝土的重金属离子浸出浓度符合GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准》的要求。当前第1页1 2 3