防射線混凝土

防射線混凝土又稱屏蔽混凝土，能屏蔽 X 、 γ 射線或中子流。這種混凝土是采用普通水泥或密度很大，水化后含有很多結合水的特種水泥或特重的骨料或結合水很多的重骨料制成。其容重很大，約 2 500 ～ 7 000 kg /m 3 ，故又稱特重混凝土。
膠凝材料以采用膠凝性能好，水化熱低，水化結合水量高的水泥為宜；由于反應堆中的設備是高溫，也應選用耐熱性的水泥，一般可采用硅酸鹽水泥，最好采用礬土水泥或其他特種水泥 ( 如鋇水泥或鍶水泥 ) 。為提高混凝土的容重，必須采用容重較大的骨料，重質骨料可以抵抗 γ 射線，而較輕的含氧骨料，則可以減弱中子射線的強度。常用的重骨料有：重晶石 (BaS0 4 ) 、密度為 4000 ～ 4500 kg /m 3 ；赤鐵礦、磁鐵礦密度為 4 500 kg /m 3 或更大；金屬碎塊如圓鋼、扁鋼、角鐵等碎料或鑄鐵塊。為了提高防御中子射線的水化混凝土的防護性能，可以在其中摻入附加劑或增加氫化合物的成分 ( 即含水物質 ) ，也可以增加包含原子量較輕的成分，如硼酸、硼鹽及鋰鹽等物質。粗細骨料技術性能見表 1 ，對骨料密度的要求見表 2 。

表 1 粗細骨料技術性能參考表

注：①骨料密度應在試驗振動臺振動 30 s 后的干燥狀態(tài)下確定。
②細骨料粒徑為 0.15 ～ 5 ㎜ ，粗骨料為 5 ～ 8 0 ㎜ 。
③重晶石按粒徑分為：
重晶石粉—— 400 孔 /m 2 篩篩過的微粒，密度約為 3g /cm 3 ；
重晶石砂——粒徑小于 5 ㎜ ，密度約為 2.4 g /cm 3 ；
重晶碎石——粒徑 5 ～ 10 ㎜ ，密度約為 2.6 ～ 2.7g /cm 3 ；
④按重量含 0.25 ％蛋白石和 5 ％玉髓以上的重晶石，只能與低堿性水泥配合使用。

表 2 不同密度防射線混凝土對骨料塊狀密度的要求

防射線混凝土的配合比見表 3 。

表 3 防射線混凝土配合比

防射線混凝土一般皆為重骨料做成的重混凝土。在施工時的攪拌、運輸、澆筑等各個過程中，要切實加強施工管理，確保密度大的重骨料不離析。
重晶石混凝土的骨料容易引起離析和粉化，因此，在攪拌和運輸中必須予以注意，要避免超過規(guī)定的攪拌時間。由于部分重晶石細骨料會延緩凝結與硬化時間，所以進行試配是必要的。
攪拌機和運輸設備里的混凝土數量不宜過多，澆筑后應用機械振搗密實。
因混凝土自重大，要特別檢查模板和支撐是否堅固。
結構形狀復雜或有大量預埋件的結構物，當按照普通施工方法施工有困難時，可采用預填骨料灌漿混凝土的方法進行施工，這可以減小離析，也可避免攪拌機過分磨損。

防輻射混凝土生產與施工新工藝

　　近年來，隨著醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展，不少醫(yī)院在籌建直線加速器室的建設中，普遍遇到的一個技術問題是，用作防射線的遮蔽體采用何種材料 ? 傳統(tǒng)的鉛板或鋼板等重金屬材料，往往由于價格昂貴、構造復雜等原因，使得設計人員非常為難，現(xiàn)在工程界基本傾向選擇具有較強防射線性能的重晶石混凝土。最近，上海某醫(yī)院的地下直線加速器室的頂蓋部遮蔽體，就是選擇能屏蔽吸收 γ 射線和削弱中子能力的重晶石混凝土作為防輻射材料。

　　為達到防射線的目的，必須根據射線的種類，選擇有效的防射線性能的混凝土，設計上，除要滿足一般結構物混凝土所要求的性質外，還應考慮經濟性及施工可能性。上海某醫(yī)院工程的重晶石混凝土是由上海市建科院、錦江城予拌混凝土有限公司提供，工程施工是由上海市建八公司負責進行。、三家單位在工程技術人員的密切合作下，在國內首次采用予拌工藝和溜槽澆筑施工獲得成功，使我國重晶石混凝土在生產工藝和施工技術上又上了一個新臺階。

一、生產工藝

1 、配制技術
　　 重晶石混凝土過去在我國普遍采用現(xiàn)拌工藝，這種工藝由于速度慢、秤量誤差大，工程質量常常不易控制，據悉，由現(xiàn)拌工藝澆筑的重晶石混凝土，粗骨料離析、沉降，砼密實度都不容易控制，防輻射效果不甚理想。這次采用予拌工藝制作的重晶石混凝土，我們除采用水化熱較低的礦渣硅酸鹽水泥外，骨料質量嚴格控制硫酸鋇大于 80 ％，表觀密度≥ 4000kg /m 3 ，粗骨料粒徑 5 — 25 ㎜，細骨料細度模數 u ?≥ 2.3 。同時為提高重晶石混凝土的密實度、防射線能力、包裹性及結合水含量，還在配制過程中，選擇適宜的摻合材料。此外，為改善重晶石混凝土的和易性，減少用水量，改善拌合物的保水性、包裹性，保證坍落度損失波動在一定范圍，必須選擇適用的特種外加劑。由此配制的重晶石混凝土性能為：

混凝土強度： R28 ≥ 30MPa ；
混凝土表觀密度： P ≥ 3200kg /m 。
現(xiàn)場實測坍落度： 140 ± 20mm 。

2 、生產工藝
　　 重晶石混凝土上料、秤量、攪拌、運輸與普通混凝土生產工藝相同，但重晶石混凝土生產過程中必須注意以下事項：

(1) 由于重晶石表觀密度≥ 4000kg /m 3 ，所以料倉、攪拌總量和每輛運輸車裝載量都要根據計算相應減少，否則因超載將會引起設備損壞。
(2) 由于重晶石密度大、硬度小，所以攪時時間不宜過長，尤其是從攪拌到澆筑的時間也不宜過長，一般應控制在 l 小時之內為宜，否則因過長時間攪拌，引起粉狀物質增加，導致坍落度不易控制。
(3) 由于硫酸鋇具有一定的膠凝性，所以重晶石骨料，尤其是細骨料，不宜雨淋受潮，否則會結硬成塊，給生產帶來麻煩。

二、施工技術

1 、施工縫留設
　　由于墻板與頂板混凝土分二次澆搗，故在頂板沿墻板外側設置一道施工縫。垂直施工縫按技術規(guī)程留齒槽式施工縫，水平施工縫按常規(guī)留設。

2 、重晶石混凝土澆搗方法
　　 施工時采取吊斗與溜槽相結合的方法進行，為防止混凝土分布不均勻，布料時分為吊斗與溜槽二個操作面，做到四周均勻，連續(xù)布料。澆筑厚度控制在 200mm 左右。由于重晶石混凝土流動性較差，布料點應控制在 400 ～ 500 ㎜之間。
　　 重晶石混凝土振搗時，為防止由于振搗時間過長引起骨料不均勻下沉，振搗時間應以表面出現(xiàn)泛漿為佳，不宜過長。

3 、頂板抹面工藝
　　 頂板表面采用一壓二抹施工法，頂板用插入式振動器在混凝土表面拖振一遍后，用長刮尺將混凝土表面刮平，待混凝土平整稍干后用滾筒來回壓實。用木蟹磨毛表面，到混凝土收水時，再抹磨一次，以防止混凝土表面產生裂縫。

4 、重晶石混凝土養(yǎng)護
　　 由于本工程頂板較厚，如養(yǎng)護不當，極易產生裂縫，影響防輻射效果，本工程根據砼溫度測溫曲線的變化以溫差控制在 25 ℃ 以內的要求，養(yǎng)護時采取保濕、保溫措施，覆蓋二層薄膜一層草包。工程檢查表明，本工程重晶石混凝土無一裂縫，材料與施工質量完全符合設計要求。