建材氡析出率影响因素的研究

摘要

随着工业技术的不断进步，工业废渣的排放量也在不断的增大，导致其对环境产生了严重的污染。在我国，相关政策提出工业废渣可以作为原料使用到建筑材料中，其掺入量的质量比达20％～90％。一些新型的建筑材料采用充气、发泡等技术，使得部分建材的氡析出率明显增高。当其运用到建筑中，导致室内的氡浓度也明显增加，给人类的产生了额外的剂量负担，危害人们的健康。 经实验证实：建筑物内的氡浓度不仅仅与建材中镭比活度有关，还与建材孔隙度、湿度、粒径、微观结构、核素分布以及本身的性质有关，镭含量只是影响室内氡浓度的一个重要的因素。而建材氡析出率与这些因素密切相关，能够反映这些因素的综合特性和较为全面的信息。 本文结合国内外对氡析出率影响因素研究进展，着重对建材氡析出率影响因素进行了探讨：通过对建材氡析出率以及天然放射性核素的比活度的测量，在测量条件一致的情况下，一些建材氡析出率与放射性核素比活度相关性较小(少量有明显关系)；改变工艺参数以及组分对建材样品氡析出率也有一定的影响；本文还在理论的基础上，通过实验分析了孔隙度和湿度对建材氡析出率的影响；最后，结合上述的实验结论，提出了降低室内氡浓度的一些建议。 本文共分六章，第一章为引言，主要介绍了国内外对于建材氡析出率影响因素的研究现状，并对建筑材料氡析出率的概念以及本课题的研究意义、研究内容、研究目标进行了介绍；第二章主要分析介绍国内外氡析出率测量方法及对不同方法的比较，确定并详细介绍了活性炭测量方法；第三章主要针对国有大型建筑材料生产厂家，研究改变工艺参数对氡析出率的影响，并对生产厂家提出了改变加工工艺的建议；第四章主要运用无机盐的饱和溶液控制建材的湿度，分析不出同湿度对建筑材料氡析出率的影响，为降低居室内的氡浓度，提供了有效的理论依据；第五章阐述了一套测量建材孔隙度的设备，根据测量的结果分析其对氡析出率的影响及相关性；第六章为本文的结论和展望。 本文主要结论如下： 1、通过改变工艺参数制备样品砖发现：改变建材原料配比、改变‘负压’、改变焙烧温度对建材氡析出率均有一定影响。对于页岩砖加工工艺，煤矸石比例在40%-50％，原料的颗粒半径小于等于2mm，焙烧温度在960℃或者在1050℃附近，负压为85KPa时，氡析出率较低。 2、运用无机盐饱和溶液控制密闭容器内的气相相对湿度，分析湿度对建材氡析出率的影响：随着湿度的增加建材氡析出率先增加后降低，但不同建材随湿度的增加氡析出率的变化速率不同，这与建材原料颗粒大小、孔隙度有关。为降低室内氡浓度应合理选择建筑材料，并有效控制室内的相对湿度。 3、根据连通器原理和气态方程，设计出一套建材孔隙度的装置，从测量结果分析出孔隙度对建材氡析出率的影响：对于同种建材，随着孔隙度的增大，氡的释放系数及扩散系数都在增大，有助于氡的析出；对于不同建材，其相关性并不明显。