【摘要】：近年來(lái),尾礦砂作為二次資源已逐漸受到重視。除日本、德國(guó)、瑞典等國(guó)家對(duì)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(dá)國(guó)家得到重視�，F(xiàn)在中國(guó)的尾礦資源也逐漸受到利用,并取得了一些進(jìn)展和成果,但與國(guó)外相比,其利用率相對(duì)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(jì)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(xì)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(duì)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(jìn)行對(duì)比,通過(guò)測(cè)定坍落度、鉛的毒素浸出、立方體抗壓強(qiáng)度等試驗(yàn)方法來(lái)綜合分析鉛鋅尾礦砂工作性能。試驗(yàn)結(jié)果表明鉛鋅尾礦砂摻量為40%~60%時(shí),鉛鋅尾礦砂的坍落度、強(qiáng)度等均符合設(shè)計(jì)要求,當(dāng)鉛鋅尾礦砂摻量超過(guò)60%時(shí),混凝土的強(qiáng)度下降明顯,超過(guò)80%后,下降幅度較大。(2)對(duì)比分析了鉛鋅尾礦砂混凝土在不同板厚下對(duì)γ射線的屏蔽能力,通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),隨著混凝土厚度的增加,混凝土對(duì)γ射線的屏蔽能力增強(qiáng),穿過(guò)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(shuō)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(qiáng)度衰減到原來(lái)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(guò)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(kù)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(shì)明顯。
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：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(lái)的影響對(duì)人類的生存環(huán)境帶來(lái)了威脅，一旦受到這些射線長(zhǎng)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(wèn)題發(fā)生病變的誘發(fā)因素，如孕婦流產(chǎn)、不育、畸胎等；長(zhǎng)時(shí)間暴露在電磁輻射下，會(huì)直接影響細(xì)胞組織存活，與細(xì)胞發(fā)生電離使正常化學(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(shí)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(jí)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(gè)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(lái)的影響對(duì)人類的生存環(huán)境帶來(lái)了威脅，一旦受到這些射線長(zhǎng)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(wèn)題發(fā)生病變的誘發(fā)因素，如孕婦流產(chǎn)、不育、畸胎等；長(zhǎng)時(shí)間暴露在電磁輻射下，會(huì)直接影響細(xì)胞組織存活，與細(xì)胞發(fā)生電離使正常化學(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(shí)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(jí)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(gè)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(kù)累計(jì)量超過(guò) 200 億噸，占地約 67000hm2，而綜合利用率不及28.5%[2]，國(guó)內(nèi)礦山選礦對(duì)尾礦的處理方式大多是直接排放，這樣不僅會(huì)占用大量的耕地，還容易污染庫(kù)區(qū)周圍環(huán)境(如圖 1.3、1.4 所示）。在尾礦受到剝蝕時(shí)，進(jìn)入到尾礦中的遷移元素可發(fā)生生化遷移，它們會(huì)污染大氣和水土，還將會(huì)對(duì)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(dòng)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(hù)的重要課題之一[3]。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)資源的利用顯得尤為重要，特別是鑒于資源短缺，對(duì)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(lái)源廣泛，價(jià)格低廉且屬于資源再利用，開展對(duì)鉛鋅尾礦砂混凝土的研究工作，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義與理論意義，有利于進(jìn)一步的在工程中應(yīng)用與推廣。

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本文編號(hào)：2803599