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大体积防辐射混凝土施工技术

防辐射混凝土又称为屏蔽混凝土、重混凝土或核反应堆混凝土, 是原子核辐射源装置常用的防护材料, 它能有效屏蔽原子核辐射.所谓原子核辐射,一般是指α 射线、β 射线、γ 射线和中子流. 由于α 射线、β 射线穿透力较低, 厚度很小的防护材料也能完全挡住它们, 所以防辐射混凝土要屏蔽的射线主要是γ 射线和中子射线[1]. γ 射线是一种具有极大穿透力的电磁波, 在穿过防护物质时可逐渐被吸收, 当防辐射混凝土墙体厚度为常数时, 防γ 射线的性能与其密度成正比,物质的密度愈大, 防护性能愈好, 当防辐射混凝土达到一定厚度时, γ 射线可被完全吸收.一般防辐射混凝土均采用重骨料配制成重混凝土. 中子射线是由不带电的微粒组成, 密度大的材料对能量大的快中子有减速作用, 但对能量低的热中子不具有减速效果, 要削弱中子射线, 防辐射混凝土中不仅须含重元素, 还要含有一定数量氢原子和水的轻元素.

邵阳市中心医院医技楼为12 层框架—剪力墙结构, 建筑面积8900㎡ , 该工程的直线加速器机房采用了防辐射混凝土作为防射线的遮蔽体. 加速机房的防辐射混凝土强度等级C35, 素混凝土的容重≥2500Kg/m3, 墙厚2.5m, 混凝土浇筑量达1520m3.该防辐射混凝土的施工应着重解决原材料的选择、配合比设计和大体积混凝土施工等技术难题.

1 防辐射混凝土施工方案 1.1 原材料的选择

水泥: 选用水化热较低的湘乡水泥厂P·O42.5级硅酸盐水泥. 外加剂: 选用江西萍乡特种建筑材料有限公司HE- L0 型缓凝高效减水剂, HE- L0 型缓凝高效减水剂对新拌混凝土具有较好的保坍性, 减水率20%以上, 不泌水, 可明显提高混凝土的和易性、泵送性和耐久性, 28 天强度可提高25%以上, 延迟水泥水化热放热时间, 在保证相同条件的前提下可节约水泥10- 20%.

骨料: 选用粗、中砂, 含泥量< 3%; 碎石选用最大粒径为31.5mm 连续级配的优等品, 含泥量< 1%.

由于设计要求抗辐射素混凝土的容重≥2500Kg/m3, 因此在每立方混凝土中加入100 Kg 硫酸钡( 重晶石) , 可满足设计要求. 1.2 防辐射混凝土的配合比设计

防辐射混凝土的密度越大, 其屏蔽效果越好, 故配合比设计时应优先考虑混凝土的表观密度和密实程度, 再考虑强度和施工工艺.配合比必须满足下列要求: ( 1) 选用骨料密度要大;

( 2) 混凝土的水泥用量不宜过大, 水泥用量过多时, 其容重则下降;

( 3) 水灰比控制在0.4～0.5 之间;

( 4) 考虑防辐射混凝土骨料的比重较大, 混凝土易分层, 为避免因骨料重而引起骨料离析, 坍落度不能太大, 出机混凝土坍落度应控制在140±20mm.该抗辐射混凝土施工, 采用现场搅拌, 泵送混凝土.混凝土强度等级为C35, 坍落度110～150mm, 砂率为40%, 委托邵阳市工程质量检测中心试验, 混凝土的配合比为水泥:砂:碎石: 水: HE- L0 型缓凝高效减水剂=1:1.9:3.4:0.42:0.01, (每立方米混凝土加入100Kg 重晶石)施工过程中, 测定砂、石的含水率,及时调整配合比. 1.3 施工缝的留设

防辐射混凝土施工缝的设置是重要的一环.设置施工缝, 顶板和墙的支撑较易解决, 避免一次浇筑混凝土太多, 能够有效地保证混凝土的浇筑质量, 施工缝设置处可采用一定厚度的铅板对施工缝处进行加强处理, 对结构的防辐射性能的影响可减小到最低程度.若不设施工缝, 施工难度相当大, 会增加技术措施费, 且难于保证质量.由于业主和设计院担心设置施工缝的地方成为薄弱环节, 影响结构的防辐射性能, 要求底板、顶板和墙体混凝土须一次性连续浇筑, 不得留设水平施工缝. 2 大体积混凝土的施工