一种防辐射混凝土用功能集料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113336460A(43)申请公布日2021.09.03(21)申请号202110719315.1(22)申请日2021.06.28(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人蹇守卫汪丹枫丁庆军黄健谭洪波马保国李相国(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人李艳景崔友明(51)Int.Cl.C04B18/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种防辐射混凝土用功能集料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种防辐射混凝土用功能集料及其制备方法。功能集料包括内核和外壳；按质量百分数计，内核包括改性工业污泥60～80％，淤泥10～30％，玻璃粉5～10％，氧化镁0.5～1％；外壳包括12～20％叔丁醇，12.5～14.5％丙烯酰胺，0.5～1.0％亚甲基双丙烯酰胺，50～65％淤泥，10～20％硼砂，外掺0.01～0.03％过硫酸铵和0.01～0.03％N,N,N’,N’‑四甲基乙二胺。通过将外壳原料组分混合后包裹在内核原料组分造粒所得内核坯体表面，然后固化、烧结制备得到。该功能集料防多种辐射效果明显、安全性高、稳定性好，且具有混凝土内养护功能，可广泛应用于军事、医用和民用建筑。CN113336460ACN113336460A权利要求书1/1页1.一种防辐射混凝土用功能集料，其特征在于，包括内核和外壳；其中，按质量百分数计，所述内核包括以下原料组分：改性工业污泥60～80％，淤泥10～30％，玻璃粉5～10％，氧化镁0.5～1％；按质量百分数计，所述外壳包括以下原料组分：12～20％叔丁醇，12.5～14.5％丙烯酰胺，0.5～1.0％亚甲基双丙烯酰胺，50～65％淤泥，10～20％硼砂，外掺0.01～0.03％过硫酸铵和0.01～0.03％N,N,N’,N’‑四甲基乙二胺。2.根据权利要求1所述的功能集料，其特征在于，所述功能集料通过将外壳原料组分混合后包裹在内核原料组分造粒所得内核坯体表面，然后固化、烧结制备得到。3.根据权利要求1所述的功能集料，其特征在于，所述功能集料中，内核粒径为15～30mm，外壳厚度为1～5mm。4.根据权利要求1所述的功能集料，其特征在于，所述改性工业污泥中为工业污泥中掺入页岩、高岭土或石英砂中的一种或几种进行校正改性后得到，其中氧化铁含量10～25％，氧化钡含量5～10％，氧化铝含量5～20％，氧化硅含量25～40％。5.根据权利要求1所述的功能集料，其特征在于，所述淤泥中，氧化铝含量15～20％，氧化硅含量45～55％，含水率30～40％；所述内核原料中的玻璃粉和氧化镁粒径为200目。6.一种权利要求1‑5任一项所述的防辐射混凝土用功能集料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)一次成球：将所述改性工业污泥、淤泥、玻璃粉和氧化镁混合，静置陈化，造粒后得到内核坯体；2)制备包覆浆料：在所述叔丁醇中添加丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、淤泥和硼砂，外掺过硫酸铵和N,N,N’,N’‑四甲基乙二胺制成浆料；3)二次包覆成球：将步骤2)所得浆料包覆在步骤1)所得内核坯体表面制成外壳，固化得到球体坯料；4)烧结成型：将步骤3)所得球体胚料烘干，置于还原性气氛中烧结，即得防辐射混凝土用功能集料。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中所述静置陈化的陈化时间大于24h，所述混合料在转速为30～40r/min，旋转倾角为45°～60°的条件下造粒成球，粒径范围为15～30mm；所述步骤3)中所述浆料包覆在所述内核坯体表面包括：将所述浆料在转速为30～40r/min，旋转倾角为45°～60°的条件下包覆在所述内核坯体表面，外壳厚度为1～5mm。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中所述叔丁醇中添加丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、淤泥和硼砂后得到的浆料，按球料比1:1～1:3的比例混合3～5h使其均匀后再外掺过硫酸铵和N,N,N’,N’‑四甲基乙二胺搅拌均匀。9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，固化时间为1～2h。10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中烧结工艺为：400～600℃保温20～25min，然后继续升温至900～1200℃保温10～30min，自然降温。优选地，升温速率为5～10℃/min。2CN113336460A说明书1/6页一种防辐射混凝土用功能集料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种防辐射混凝土用功能集料及其制备方法。背景技术[0002]防辐射混凝土在医疗、核电、军事等领域具有广阔的应用前景，是关系国家安全、人民健康的重