专利名称:防护材料及消除建筑材料辐射的方法
技术领域：
本发明涉及一种防护材料，尤其是涉及一种能够防护α、β、Y、X射线和中子流辐射的建筑用防护材料，以及一种使用该防护材料消除建筑材料辐射的方法。
背景技术：
在建筑物中使用的材料统称为建筑材料。新型的建筑材料包括的范围很广。建筑材料可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料。结构材料包括木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等；装饰材料包括各种涂料、油漆、镀层、 贴面、各色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等；专用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等。
甚至在一些天热建筑材料中，比如花岗石，含铀、钍等放射性元素，产生的辐射不利于人体健康。为防止射线对人体的伤害，对一些存在辐射的建筑材料必须设置防护体。防护体一般要防止的是α、β、Υ、Χ射线和中子流。由于α、β射线穿透能力低，易被吸收， 甚至很小的厚度的防护材料也能完全挡住它们，因此表面防护材料本身就可以防护。在设计中最重要的是考虑对Y射线和中子射线的屏蔽。因此，防护问题主要归结为对Y射线和中子射线的防护。而Y射线穿透能力强，通常通过高密度建筑材料时，其能量能被减弱， 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，其中可分为快速中速和慢速中子，因为它们的防护机理不一样，所以对于中子射线的防护只考虑材料的密度大还达不到目的。
目前，对X射线、Y射线辅射的防护大多采用复合防护材料、铅板、防护涂料等。 铅板防护效果虽好，但有毒，且价格昂贵。中国专利ZL90106378.9是采用氧化铁粉、重晶石粉、二氧化硅、含铅品位的铅矿粉水泥为防辐射材料制成的填充材料。其它有射线辐射或防射线辐射场合的民用建筑一般无法使用。
发明内容
本发明提出一种能够α、β、Y、X射线和中子流辐射的防护材料，以及一种使用该防护材料消除建筑材料辐射的方法，解决目前建筑材料对Y射线、X射线和中子流防护需要采用防护板且防护效果不佳的技术问题。
本发明采用如下技术方案实现一种防护材料，由下列物质按重量百分比混合而成硫酸钡5-80% ；二氧化硅4-20% ；由磁铁矿石、褐铁矿石或/和重晶石组成的粗细集料 10-90%ο
其中，粗细集料的颗粒大小为150-200目。
本发明还公开一种消除建筑材料辐射的方法，其包括步骤 按重量百分比将60-95%的建筑原料与5-40%的防护材料混合； 采用加水搅拌、压力成型或烘烤任意组合工艺制成防辐射的建筑材料；
其中，防护材料由下列物质按重量百分比混合而成硫酸钡5-80% ；二氧化硅4-20% ；由磁铁矿石、褐铁矿石或/和重晶石组成的粗细集料10-90%。
其中，按重量百分比由90%的建筑原料和10%的防护材料混合，其中，建筑原料为重晶石、不饱和聚酯树脂、促干剂。各组份按下列重量百分比混合重晶石85% ；不饱和聚酯树脂4. 8% ；促干剂0. 2% ；硫酸钡5% ；二氧化硅21 ；粗细集料3%。
其中，按重量百分比由80%的建筑原料和20%的防护材料混合，其中，建筑原料为石膏粉或混凝土。各组份按下列重量百分比混合建筑原料80%;硫酸钡10%;二氧化硅 3% ；粗细集料7%。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果
本发明采用密度高的粗细集料可以屏蔽Y射线，二氧化硅能有效捕捉中子流且不形成二次Y射线，对中子流Y射线屏蔽效果较好，所用的硫酸钡无毒、无味，对人体无任何毒副作用，对X射线具有较强的屏蔽作用。
具体实施方式
按重量百分比，将60-95%的建筑原料与5-40%的防护材料混合后，按照制造所需建材的传统工艺制造具有防辐射的建筑材料，比如人造大理石、预制件。
其中，防护材料由下列物质按重量百分比混合而成硫酸钡5-80% ；二氧化硅 4-20% ；由磁铁矿石、褐铁矿石或/和重晶石组成的粗细集料10-90%。
以下以制造人造大理石来进一步阐述本发明
建筑原料为重晶石、不饱和聚酯树脂、促干剂。其中，不饱和聚酯树脂是不饱和聚酯树脂CB. U. 606，促干剂是过氧化甲乙酮。
实施例1 按重量百分比，建筑原料90% ；防护材料10%。各组成成分按下列重量百分比混合重晶石85% ；不饱和聚酯树脂4. 8% ；促干剂0. 2% ；硫酸钡8% ；二氧化硅1% ；粗细集料1%。
实施例2 按重量百分比，建筑原料95% ；防护材料5%。各组成成分按下列重量百分比混合重晶石92. 5% ；不饱和聚酯树脂2. 4% ；促干剂0. 1% ；硫酸钡0. 25% ；二氧化硅1% ； 粗细集料3. 75%。
实施例3 按重量百分比，建筑原料60%;防护材料40%。各组成成分按下列重量百分比混合重晶石56% ；不饱和聚酯树脂3. 7% ；促干剂0. 3% ；硫酸钡16% ；二氧化硅8% ；粗细集料16%。
实施例4 按重量百分比，建筑原料80%;防护材料20%。各组成成分按下列重量百分比混合重晶石56% ；不饱和聚酯树脂3. 7% ；促干剂0. 3% ；硫酸钡1 % ；二氧化硅1% ；粗细集料18%。
在实施例1-实施例4中，建筑原料中的重晶石、防护材料中的粗细集料的颗粒大小均为150-200目。将上述的材料搅拌均勻后装入模具送往1200—2000吨压机下进行成型，边压边吸真空，把多余的石料吸出来，然后将模具与未脱模的大理石板一起放入到恒温为115°C -120°C的烘干箱内加热1-6小时进行烘烤，出炉后保温，放置自然冷却，以防变形。 待彻底冷却后脱模，再进行打磨、抛光、切割和开槽，制成标准的防辐射大理石板。
利用X射线探伤仪对大理石板进行测试，20mm的大理石板抗X射线率达到98%以上。
4[0021]另外，将本实施例1制造的大理石对137Cs、60Co的半衰减层厚度Δ 1/2和对Am-Be中子源中子射线的中子宏观分出截面的测试结果及普通大理石半衰减层厚度 Δ 1 /2、中子宏观分出截面进行了测试。
宽束γ射线半衰减层厚度(cm) :137Cs :4.8(本实施例)；3.1(普通大理石)。 60Co 4. 86 (本实施例)；6.3(普通大理石)。
宽束中子宏观分出截面(cm-1) :0. 1548 (本实施例)；0. 081 (普通大理石))。
从测试结果可以看出相同厚度的本实施例1制造的大理石和普通大理石，其中子射线衰减率相差近一倍；Y射线的测试结果表明，本实施例1制造的大理石要使Y射线强度衰减约一半。
以下以制造用于作墙体或屋盖板，或建筑装饰用预制件来进一步阐述本发明 其中，建筑原料为石膏粉或混凝土。
实施例5 按重量百分比，建筑原料80% ；防护材料20%。各组份按下列重量百分比混合建筑原料80% ；硫酸钡10% ；二氧化硅3% ；粗细集料(颗粒大小为150-200目)7%。
实施例6 按重量百分比，建筑原料60% ；防护材料40%。各组份按下列重量百分比混合建筑原料60% ；硫酸钡；二氧化硅8% ；粗细集料(颗粒大小为150-200目)4%。
实施例7 按重量百分比，建筑原料95% ；防护材料5%。各组份按下列重量百分比混合建筑原料95% ；硫酸钡0. 48% ；二氧化硅0. 02% ；粗细集料(颗粒大小为150-200目) 4. 5%ο
将各组份混合后，按常规工艺加水搅拌混合后制成30mm厚板材。
经测试，抗X射线达95%以上。
其中，将本实施例5制造的预制件对137Cs、60Co的半衰减层厚度Δ 1/2和对 Am-Be中子源中子射线的中子宏观分出截面的测试结果及相同建筑原料制作的普通预制件半衰减层厚度△ 1/2、中子宏观分出截面进行了测试。
宽束γ射线半衰减层厚度(cm) :137Cs :3.6(本实施例)；1.9(普通大理石)。 60Co 5. 16 (本实施例)；6. 18 (普通大理石)。
宽束中子宏观分出截面(cm-1) :0. 1248 (本实施例)；0. 073 (普通大理石))。
从测试结果可以看出相同厚度的本实施例5制造的预制件和普通预制件，其中子射线衰减率相差近一倍；Y射线的测试结果表明，本实施例制造的预制件要使Y射线强度衰减约一半。
将本实施例5-7加水按常规预制件工艺制成预制件如石膏板、墙板、混凝土砖、空心砌块等，用于砌筑墙体或屋盖板，具有较好的防辐射效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种防护材料，其特征在于，由下列物料按重量百分比混合而成硫酸钡5-80%;二氧化硅4-20% ；由磁铁矿石、褐铁矿石或/和重晶石组成的粗细集料10-90%。
2.根据权利要求
1所述防护材料，其特征在于，所述粗细集料的颗粒大小为150-200目。
3.一种消除建筑材料辐射的方法，其特征在于，所述方法包括步骤 按重量百分比将60-95%的建筑原料与5-40%的防护材料混合； 采用加水搅拌、压力成型或烘烤任意组合工艺制成防辐射的建筑材料；其中，防护材料由下列物料按重量百分比混合而成硫酸钡5-80% ；二氧化硅4-20% ； 由磁铁矿石、褐铁矿石或/和重晶石组成的粗细集料10-90%。
4.根据权利要求
3所述消除建筑材料辐射的方法，其特征在于，按重量百分比将下列所述物料进行混合90%的建筑原料和10%的防护材料，其中，建筑原料由重晶石、不饱和聚酯树脂和促干剂混合而成。
5.根据权利要求
4所述消除建筑材料辐射的方法，其特征在于，所述的建筑原料与防护材料中的各组份按下列重量百分比混合重晶石85% ；不饱和聚酯树脂4. 8% ；促干剂0. 2% ；硫酸钡5% ；二氧化硅m ；粗细集料3%。
6.根据权利要求
3所述消除建筑材料辐射的方法，其特征在于，按重量百分比将下列所述物料进行混合80%的建筑原料和20%的防护材料，其中，建筑原料为石膏粉或混凝土。
7.根据权利要求
6所述消除建筑材料辐射的方法，其特征在于，按重量百分比将下列所述物料进行混合建筑原料80% ；硫酸钡10% ；二氧化硅3% ；粗细集料7%。
专利摘要
本发明公开一种防护材料及消除建筑材料辐射的方法。其中，该方法包括按重量百分比将60-95%的建筑原料与5-40%的防护材料混合；按照制造所需建材的传统工艺制造具有防辐射的建筑材料；其中，防护材料由下列物质按重量百分比混合而成硫酸钡5-80％；二氧化硅4-20%；由磁铁矿石、褐铁矿石或/和重晶石组成的粗细集料10-90%。本发明采用密度高的粗细集料可以屏蔽γ射线，二氧化硅能有效捕捉中子流且不形成二次γ射线，对中子流γ射线屏蔽效果较好，所用的硫酸钡无毒、无味，对人体无任何毒副作用，对X射线具有较强的屏蔽作用。
文档编号G21F1/02GKCN102298981SQ201110128918
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月18日
发明者孙鹏 申请人:孙鹏导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan