姜帆-苏州麦奇-重晶石防辐射砂浆的实验研究

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1、姜帆■苏州麦奇■重晶石防辐射砂浆的实验研究重晶右屏蔽砂浆的实验研究姜帆⑴刘凯⑵冯春花⑶李东旭⑷(南京工业大学材料科学与工程学院，材料化学工程国家重点实验室,南京210009)摘要从经济和技术两方面考虑，通过采用普通硅酸盐水泥、重晶石骨料和具有防辐射性能的掺合料及其他常规材料成功研制出了表观密度达3000kg/m3,结晶水含量达7%的防辐射砂浆。文章主要介绍了该种砂浆的原材料、技术途径、配合比设计以及该砂浆的物理力学性能和防水性能，并采用了DSC・TG测试方法对其进行了表征。结果显示：该砂浆和易性良好,施工性能优良，养护28

2、天的抗压强度达50MPa,粘结强度大于0.6Mpa,吸水率小于4%,抗渗性大于1.2Mpa,砂浆实体的密实度和均匀性良好。关键字砂浆屏蔽重晶石结晶水ExperimentalStudyonthePropertiesofRadiationShieldMortarwhitBariteJIANGFan[l]LiuKai[2]FengChunhua[3]LIDongxu[4](StateKeyLaboratoryofMaterials-OrientedChemicalEngineering,CollegeofMaterialScie

3、nceandEngineering,NanjingUniversityofTechnology,Nanjing210009)AbstractWiththeviewpointoftechnologyandeconomy,followingmaterials,suchas,ordinaryportlandcement’aggregateofbarite,aradiationshieldpropertyadmixtureandotherconventionalmaterials/adiationprotectionmortarw

4、ithapparentdensityof3000kg/m3,crystalwatercontentofupto7%wasdeveloped.Thearticlemainlyintroducedrawmaterial,technicalapproach,mixdesign’thephysicalpropertiesandwaterresistance.ThemortarwerecharacterizedbyDSC,Theresultsshowed:Themortarhasgoodworkabilityanddensity;c

5、ompressivestrengthis50Mpa;Adhesionstrengthismorethan0.6Mpaandtheimpermeabilityismorethan1.2Mpa・Keywordsmortarbariteshieldingcrystalwater1前言防辐射砂浆能有效的屏蔽核辐射，在核技术相关的核电、军事、教育、科研和医疗等众多领域得到广泛应用。原子核辐射有a、B、Y和中子辐射等几种，但由于a、B射线穿透力较低，易被吸收，因此，原子反应堆和加速器的防护问题主要归结为对Y射线和中子流的防护［1］。而

6、丫射线穿透能力强，通常通过高密度建筑材料时，其能量逐渐被减弱，达到一定密度和厚度时，可完全被吸收。中子射线是由不带电核的微粒组成，具有高度的穿透能力，只有轻元素如氢、硼原子才可吸收［2］。应用于防辐射砂浆的原料应选取减弱快、产生次级辐射影响小的材料,具有良好的结构*基金资助：国家“十一五”支撑项目“住宅室内外装饰装修材料的研究与开发"(2006BAJ04A04-05)姜帆：男，硕士研究生E-mail：fine」@126.comtel：15240210607李东旭：男,博导，E-mail：dongxuli@njut.edu.

7、cntel：025-83587256力学性能和机械加工性能，并且在相应的辐射和温度环境下有良好的稳定性。因此，选择的骨料不但须满足一定的密度要求⑶，还须同时考虑特殊技术指标的要求，如结晶水含量、含硼量等，常用的骨料有重晶石［4］、赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿和蛇纹石⑸等，它们的性能和技术要求见表1;水泥则采用普通硅酸盐水泥，因为普通硅酸盐水泥最易获取，并含有一定量的结合水又便于施工。如果防护体有特殊耍求，又无法从普通水泥和矿石原材料中引入时可考虑使用特种水泥，如矶土水泥、锲水泥、含硼水泥等。因此，屏蔽材料必须根据辐射源的辐射特性

8、及运输难易来选择。表1常用骨料的性能和技术要求骨料名称重晶石BaS04赤铁矿Fe2O3磁铁矿Fe3O4褐铁矿2Fe2O3•3H2O相对密度t/m343-4.7性能表观密度大,压碎指标值高，防Y射线效果好。技术要求BaS04含量不应低于80%；含石膏或黄铁矿的硫化物及硫酸化合物不超过7%。4.2-5.34