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(jié)合水的特種水泥或特重的骨料或結(jié)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(jié)合水量高的水泥為宜；由于反應(yīng)堆中的設(shè)備是高溫，也應(yīng)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(zhì)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(qiáng)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(hù)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(zhì) ) ，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(zhì)。粗細(xì)骨料技術(shù)性能見表 1 ，對骨料密度的要求見表 2 。

表 1 粗細(xì)骨料技術(shù)性能參考表

注：①骨料密度應(yīng)在試驗(yàn)振動臺振動 30 s 后的干燥狀態(tài)下確定。
②細(xì)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(yùn)輸、澆筑等各個過程中，要切實(shí)加強(qiáng)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(yùn)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(xì)骨料會延緩凝結(jié)與硬化時間，所以進(jìn)行試配是必要的。
攪拌機(jī)和運(yùn)輸設(shè)備里的混凝土數(shù)量不宜過多，澆筑后應(yīng)用機(jī)械振搗密實(shí)。
因混凝土自重大，要特別檢查模板和支撐是否堅(jiān)固。
結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜或有大量預(yù)埋件的結(jié)構(gòu)物，當(dāng)按照普通施工方法施工有困難時，可采用預(yù)填骨料灌漿混凝土的方法進(jìn)行施工，這可以減小離析，也可避免攪拌機(jī)過分磨損。

防輻射混凝土生產(chǎn)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(shè)中，普遍遇到的一個技術(shù)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(gòu)造復(fù)雜等原因，使得設(shè)計(jì)人員非常為難，現(xiàn)在工程界基本傾向選擇具有較強(qiáng)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(dá)到防射線的目的，必須根據(jù)射線的種類，選擇有效的防射線性能的混凝土，設(shè)計(jì)上，除要滿足一般結(jié)構(gòu)物混凝土所要求的性質(zhì)外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)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(fù)責(zé)進(jìn)行。、三家單位在工程技術(shù)人員的密切合作下，在國內(nèi)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(chǎn)工藝和施工技術(shù)上又上了一個新臺階。

一、生產(chǎn)工藝

1 、配制技術(shù)
　　 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(zhì)量常常不易控制，據(jù)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(shí)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(zhì)量嚴(yán)格控制硫酸鋇大于 80 ％，表觀密度≥ 4000kg /m 3 ，粗骨料粒徑 5 — 25 ㎜，細(xì)骨料細(xì)度模數(shù) u ?≥ 2.3 。同時為提高重晶石混凝土的密實(shí)度、防射線能力、包裹性及結(jié)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(qiáng)度： R28 ≥ 30MPa ；
混凝土表觀密度： P ≥ 3200kg /m 。
現(xiàn)場實(shí)測坍落度： 140 ± 20mm 。

2 、生產(chǎn)工藝
　　 重晶石混凝土上料、秤量、攪拌、運(yùn)輸與普通混凝土生產(chǎn)工藝相同，但重晶石混凝土生產(chǎn)過程中必須注意以下事項(xiàng)：

(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(yùn)輸車裝載量都要根據(jù)計(jì)算相應(yīng)減少，否則因超載將會引起設(shè)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(yīng)控制在 l 小時之內(nèi)為宜，否則因過長時間攪拌，引起粉狀物質(zhì)增加，導(dǎo)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(xì)骨料，不宜雨淋受潮，否則會結(jié)硬成塊，給生產(chǎn)帶來麻煩。

二、施工技術(shù)

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

2 、重晶石混凝土澆搗方法
　　 施工時采取吊斗與溜槽相結(jié)合的方法進(jìn)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(diǎn)應(yīng)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(yīng)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(shí)。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(chǎn)生裂縫。

4 、重晶石混凝土養(yǎng)護(hù)
　　 由于本工程頂板較厚，如養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，極易產(chǎn)生裂縫，影響防輻射效果，本工程根據(jù)砼溫度測溫曲線的變化以溫差控制在 25 ℃ 以內(nèi)的要求，養(yǎng)護(hù)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(zhì)量完全符合設(shè)計(jì)要求。