【摘要】：近年來,尾礦砂作為二次資源已逐漸受到重視。除日本、德國、瑞典等國家對尾礦砂開發(fā)利用以外,尾礦砂的綜合利用也已在其他發(fā)達國家得到重視�，F(xiàn)在中國的尾礦資源也逐漸受到利用,并取得了一些進展和成果,但與國外相比,其利用率相對較低,尾礦砂的開發(fā)有利于節(jié)省資源、改善環(huán)境,是響應(yīng)礦業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的新途徑。鉛鋅尾礦砂是一種新型防輻射混凝土材料,以普通混凝土為基礎(chǔ),將鉛鋅尾礦砂作為細骨料,按不同比例替代普通砂摻入到混凝土中,本文較為系統(tǒng)地研究了鉛鋅尾礦砂不同比例替代率對鉛鋅尾礦砂防輻射混凝土的基本工作性能和防輻射屏蔽性能的影響。論文的主要研究與結(jié)論內(nèi)容如下:(1)研究了以鉛鋅尾礦砂替代率為變量,配制六種不同鉛鋅尾礦砂替代率的鉛鋅尾礦砂混凝土(分別為0%、20%、40%、60%、80%、100%),并與普通混凝土的工作性能進行對比,通過測定坍落度、鉛的毒素浸出、立方體抗壓強度等試驗方法來綜合分析鉛鋅尾礦砂工作性能。試驗結(jié)果表明鉛鋅尾礦砂摻量為40%~60%時,鉛鋅尾礦砂的坍落度、強度等均符合設(shè)計要求,當(dāng)鉛鋅尾礦砂摻量超過60%時,混凝土的強度下降明顯,超過80%后,下降幅度較大。(2)對比分析了鉛鋅尾礦砂混凝土在不同板厚下對γ射線的屏蔽能力,通過分析發(fā)現(xiàn),隨著混凝土厚度的增加,混凝土對γ射線的屏蔽能力增強,穿過混凝土的γ射線脈沖數(shù)逐漸減小,混凝土的厚度與衰減倍增系數(shù)呈現(xiàn)一定的相關(guān)性,隨著厚度的增加而增加,說明屏蔽能力與材料的厚度有關(guān),混凝土越厚,防輻射性能越好。(3)同普通混凝土相比,在20%、40%、60%、80%、100%五種不同摻量下,鉛鋅尾礦砂混凝土的屏蔽性能得到明顯的改善,線性衰減系數(shù)分別提高了3.06%、6.74%、10.42%、11.65%、12.88%。半衰減層與十倍衰減層厚度隨著摻量的增加逐漸變薄,厚度最高可減少約11%,在同一γ放射源中,普通混凝土需要4.252cm厚使射線強度衰減到原來的一半,而鉛鋅尾礦砂混凝土則只需3.767cm厚。+-(4)用鉛鋅尾礦砂配制防輻射砂漿,試件屏蔽后的線性衰減系數(shù)最低與最高分別為0.134、0.161,γ源脈沖數(shù)與穿過砂漿屏蔽后的脈沖數(shù)相比,脈沖減小效果明顯,線性衰減系數(shù)也相應(yīng)增大。(5)用光子截面數(shù)據(jù)庫模擬1KeV~10GeV不同摻量鉛鋅尾礦砂混凝土的質(zhì)量衰減系數(shù)u_m,分析混凝土屏蔽性能,結(jié)果表明鉛鋅尾礦砂混凝土在低能量區(qū)內(nèi)質(zhì)量衰減系數(shù)比普通混凝土優(yōu)勢明顯。
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU528
【圖文】：

隨著核電站、醫(yī)療行業(yè)以及航空航天等領(lǐng)域的快速發(fā)展，輻射帶來的影響對人類的生存環(huán)境帶來了威脅，一旦受到這些射線長期的輻射，能夠誘發(fā)一系列病癥，據(jù)相關(guān)研究表明：電磁輻射容易造成人體的內(nèi)分泌紊亂，也是很多健康問題發(fā)生病變的誘發(fā)因素，如孕婦流產(chǎn)、不育、畸胎等；長時間暴露在電磁輻射下，會直接影響細胞組織存活，與細胞發(fā)生電離使正�；瘜W(xué)反應(yīng)受到干擾，血液系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等受到破壞[1]。電離輻射造成的危害大小與其輻射類型、受照時間、劑量大小等有關(guān)。2011 年日本福島核電站發(fā)生的里氏 9 級大地震，導(dǎo)致核泄漏，日本島大部分地區(qū)被污染，給臨海環(huán)境造成了巨大的影響（如圖 1.1、圖 1.2 所示）。因此，防輻射材料的屏蔽性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定已經(jīng)成為一個重要的研究方向。防輻射混凝土的水泥一般為普通硅酸鹽水泥、高鋁水泥、含硼水泥、鋇水泥和鍶水泥等，骨料采用密度大的重質(zhì)骨料，如重晶石、（赤）磁鐵礦、鉛鋅礦石和鋼鐵屑等。

隨著核電站、醫(yī)療行業(yè)以及航空航天等領(lǐng)域的快速發(fā)展，輻射帶來的影響對人類的生存環(huán)境帶來了威脅，一旦受到這些射線長期的輻射，能夠誘發(fā)一系列病癥，據(jù)相關(guān)研究表明：電磁輻射容易造成人體的內(nèi)分泌紊亂，也是很多健康問題發(fā)生病變的誘發(fā)因素，如孕婦流產(chǎn)、不育、畸胎等；長時間暴露在電磁輻射下，會直接影響細胞組織存活，與細胞發(fā)生電離使正�；瘜W(xué)反應(yīng)受到干擾，血液系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等受到破壞[1]。電離輻射造成的危害大小與其輻射類型、受照時間、劑量大小等有關(guān)。2011 年日本福島核電站發(fā)生的里氏 9 級大地震，導(dǎo)致核泄漏，日本島大部分地區(qū)被污染，給臨海環(huán)境造成了巨大的影響（如圖 1.1、圖 1.2 所示）。因此，防輻射材料的屏蔽性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定已經(jīng)成為一個重要的研究方向。防輻射混凝土的水泥一般為普通硅酸鹽水泥、高鋁水泥、含硼水泥、鋇水泥和鍶水泥等，骨料采用密度大的重質(zhì)骨料，如重晶石、（赤）磁鐵礦、鉛鋅礦石和鋼鐵屑等。

或未治理的尾礦庫累計量超過 200 億噸，占地約 67000hm2，而綜合利用率不及28.5%[2]，國內(nèi)礦山選礦對尾礦的處理方式大多是直接排放，這樣不僅會占用大量的耕地，還容易污染庫區(qū)周圍環(huán)境(如圖 1.3、1.4 所示）。在尾礦受到剝蝕時，進入到尾礦中的遷移元素可發(fā)生生化遷移，它們會污染大氣和水土，還將會對周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致土壤污染、土地退化、植被破壞甚至直接威脅到人類和動物的生存。因此，各礦山尾礦資源的綜合利用已成為環(huán)境保護的重要課題之一[3]。隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，對資源的利用顯得尤為重要，特別是鑒于資源短缺，對二次資源的再利用應(yīng)愈發(fā)重視，在防輻射材料中，鉛鋅尾礦砂的來源廣泛，價格低廉且屬于資源再利用，開展對鉛鋅尾礦砂混凝土的研究工作，具有一定的現(xiàn)實意義與理論意義，有利于進一步的在工程中應(yīng)用與推廣。

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本文編號：2803599