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防辐射重晶石混凝土在医院放射性检查室工程中的应用发布时间：2022-12-04T05:13:31.051Z 来源：《工程管理前沿》2022年15期作者：李华静[导读] 本文结合广州市某医院放射性检查室建设需求特点，使用防辐射重晶石混凝土，通过选用优质稳定的原材料以及合理的配合比设计，李华静广州市新东盛预拌混凝土有限公司摘要：本文结合广州市某医院放射性检查室建设需求特点，使用防辐射重晶石混凝土，通过选用优质稳定的原材料以及合理的配合比设计，保证了工程结构的质量，供施工技术人员借鉴参考。
关键词：重晶石混凝土；防辐射；配合比设计引言在众多防辐射材料中，混凝土的防护性能较好，且原材料来源广泛，价格低廉，便于施工，形状尺寸可控。
因此，在防辐射防护材料中，混凝土的综合性价比最高。
重晶石对X、γ射线有较好的屏蔽作用，可以降低辐射对人体的危险，常用于防辐射混凝土的材料[1]。
1.工程概况广州市某医院放射性检查室基础、剪力墙和顶板均需要采用防辐射重晶石混凝土，设计强度为C30，采购数量约3000立方泵送混凝土。
重晶石表观密度要求大于等于4300kg/ m3，入模温度：20摄氏度以下，氯离子含量不得超过水泥掺量0.06%。
2.原材料选用（1）水泥：采用广州市越堡水泥厂的金羊牌硅酸盐水泥P.II52.5R，经试验室检测各项指标如表1所示：（2）粗骨料重晶石：采用广东某地的重晶石，化学成分BaSO4,含量88%，表观密度4320kg/m3,颗粒粒径5-20mm，泥块含量0.1%，压碎值19%，针片状6.0%。
（3）细骨料重晶石砂加河砂：采用广东某地的重晶石砂，BaSO4,含量88%，泥块含量0.4%，含泥量4.0%，表观密度4320kg/m3，细度模数2.5。
为了提高混凝土和易性和泵送性能适当正价II级河砂，细度2.6，各项指标符合要求。
（3）粉煤灰：采用广州汇昱建材有限公司生产的II级粉煤灰，需水比101%，烧失量3.04%，细度27.5%。
防辐射重混凝土的性能及应用摘要本文对于防辐射重混凝土做了综述介绍，对于防辐射重混凝土的制备给予了说明，包括原材料、配合比、生产工艺、产品性能、质量控制及使用中应注意的事项。
对于其性能的说明包括混凝土的刚度、热稳定性、热收缩性、耐久性、防辐射性等等一系列特性。
对于防辐射混凝土的应用，根据如今核技术的发展，防辐射工程面临巨大挑战，针对我国大型地下防辐射工程建设需要，采用不同密度集料，掺入含硼防辐射添加剂，通过高性能化手段制备防辐射重混凝土，同时也在本文中通过举例介绍（主要应用于医学方面）并说明了其施工工艺。
这些研究和应用对于我国防辐射重混凝土的设计施工与检测具有重要价值。
关键词：防辐射重混凝土，强度，配合比，质量控制，应用1前言防辐射重混凝土是为有效地防御射线。
由于核工业发展和放射性同位素在工业、农业、医疗及科研试验室方面地应用，都需要防辐射混凝土。
施工常碰到的射线有χ、α、β、γ和中子射线等几种，其中α、β射线比χ、γ中子射线弱，一般密实混凝土均有防御能力，对于χ、γ射线要求高密度材料具有较好防御能力。
对于中子射线要求含有氢原子的材料，尤其含有氢原子的水则具有较强的防御能力。
防辐射混凝土所使用的胶凝材料有硅酸盐水泥、矾土水泥和钡水泥等。
施工中多采用硅酸盐水泥，需水性和水化热都较小，矾土水泥可增加混凝土中结合水量，但水化热较大，施工时需采取冷却措施。
对防射线要求很高的水泥，采用钡水泥，用以增大混凝土的容重，但价格昂贵，一般很少用。
防辐射混凝土所用的骨料有褐铁矿(2Fe2O3·3H2O)、赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、重晶石(BaSO4)、废铁块、铁砂或钢砂等。
石英砂常作为细骨料，碎石或卵石也是常用的粗骨料。
也采用特重骨料或含水多的重骨料。
[1]当前核技术的安全性问题主要包括两个方面：其一如何提高防辐射混凝土的射线屏蔽性能其二如何安全处理日益增多的核废料。
目前苏联于1954年建成世界上第一座核电厂以来至今全世界已有核电厂400多座，核废料的排放量在与日俱增。
重晶石混凝土的骨料由重晶石和重晶砂组成，与普通砂石相比，重晶石和重晶砂的表观密度大，因此在新拌混凝土中极易下沉，导致重晶石混凝土密度分布不均匀，从而影响混凝土的强度和防辐射能力。
重晶石骨料发生严重下沉现象时因水分向上运动，易使混凝土发生离析和泌水。
重晶石混凝土的稳定性对混凝土质量及建筑质量至关重要，为保障重晶石混凝土的稳定性，目前施工中普遍采用分层浇筑。
高能同步辐射光源项目中，需一次性浇筑4.2m高的重晶石混凝土锯齿墙，须严格控制重晶石骨料下沉，采取提高重晶石混凝土均匀性的措施，以提高其稳定性，保证工程质量。
1、工程概况高能同步辐射光源项目（HEPS）是我国"十三五〃期间为国家重大战略需求和前沿基础科学研究提供技术支撑的国家重大科技基础设施，该项目建筑面积12.5万RV,主要分为装置区、环外低温厅及综合动力站、技术安全楼、环境监测站。
其中装置区为一直径400m,宽约27m的圆环（图1）,为产生、加速高品质电子束，并产生同步辐射的装置，一般包含储存环、直线加速器、增强器和输运线。
图1加速器平面示意增强器及储能环防辐射隧道环状重晶石混凝土锯齿墙高 4.2m,厚度为0.7m,0.8m和1m o重晶石混凝土的强度等级为C30,密度不小于3.4t∕m3,共5500m3。
混凝土内掺加抗裂膨胀剂及高效减水剂，按设计要求膨胀混凝土水中养护14d的限制膨胀率不小于0.015%,限制干缩率不大于0.030%,终极收缩值不大于0.0002。
2、施工难点本工程重晶石混凝土体量大，锯齿墙采用一次性泵送4.2m高重晶石混凝土的施工方式，其施工难点为：重晶石墙为超长环状大体积不规则锯齿墙，且锯齿墙位于刚度大的底板上，易产生裂缝；重晶石混凝土内掺加膨胀剂，对膨胀率和终极收缩值要求m高重晶石混凝土锯齿墙，骨料极易下沉；重晶石混凝土锯齿墙在冬季施工，养护难度大。
3、混凝土原材料(1)水泥：P-O42.5普通硅酸盐水泥。
(2)粉煤灰：内蒙古上都发电有限责任公司F类∏级粉煤灰。
设计概况本工程住院楼地下室设有二个直线加速器机房，结构设计为重晶石防辐射混凝土，其中墙板厚度为 1100，局部为 2400，顶板厚度为1150，局部为 2400 ，属于大体积混凝土范畴。
抗辐射混凝土的密实度不小于 2.35 克/立方厘米，设计强度为C30，混凝土结构类型为一类，基础为二类。
2 工程特点及难点分析医用直线加速器对肿瘤疾病有良好的治疗效果 ,但如果防护不当 ,其高能电磁辐射也会给周边人员造成伤害。
为了防止射线的泄漏，除进出治疗室的各种管道和线路均应预留、预埋外，不允许成型后钻孔，更不能有穿透的施工缝，并要严防大体积混凝土的水化热反应引起的裂缝。
因此，除了应做好原材料的选择和优化配合比以及各种管道和线路的预留、预埋外，还必须做好施工缝的设置，不能有穿透的施工缝。
本工程的施工难点主要包括以下几点，必须作为主控对象，做好施工过程的控制和监测。
（1）混凝土结构厚度大，属大体积混凝土范畴，应采取措施控制大体积混凝土的温度裂缝；（2）设计要求抗辐射混凝土必须连续浇筑；（3）抗辐射混凝土的密度不小于 2.35 克 /立方厘米。
3钢筋混凝土结构施工主要方法3.1 基础工程施工方案基础工程施工流程如下：施工前准备→ 测量放线→ 垫层→绑扎钢筋、支模→ 浇筑混凝土→ 基础墙→ 回填土。
3.1.1 垫层混凝土施工基础垫层混凝土的浇筑：复核基坑内土体标高，根据高程控制点用钢筋头垫层尺寸范围内中心的表面控制标志，四周用 100mm 方木固定。
浇筑前要经项目部门复核模板位置无误。
浇筑垫层混凝土用滚筒碾压平整，用木抹子抹平压实，最后用铁抹子压实压光。
用砖砌模的，严格按照图纸要求进行施工，作到模内干净，无积水、垃圾。
3.1.2 基础钢筋施工基础钢筋的施工应注意以下几点：成型制作前注意：钢筋是否具备出厂合格证，核对钢筋的规格、数量是否有误，做好原材及焊接件取样、试验工作，合格后方可使用。
绑扎前注意的问题：柱、梁箍筋与主筋垂直，箍筋的接头要交错布置在四交纵向钢筋上，箍筋转角与纵向钢筋的交叉点均应扎牢；箍筋平直部分与纵向交叉点可间隔扎牢，以防骨架歪斜；柱插筋位置要正确。
大体积防辐射泵送混凝土在医院工程中的应用摘要：根据设计部门对防辐射混凝土的要求，选择铁矿石作主要集料，并运用集料填充理论适当复合其他优质集料成功配制了大体积防辐射混凝土，并成功运用到医院工程。
关键词：防辐射混凝土；大体积泵送混凝土；铁矿石1、前言随着核工业和放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科研实验室方面的广泛应用，出现了保护工作人员不受放射性射线伤害的重要问题。
因而对原子射线的防护问题也就成为现代建筑的重要课题之一。
传统的防辐射方式是采用铅板、钢板等重金属材料作为挂件，但这种方式设计复杂，造价昂贵，且很难施工。
现代混凝土行业不断发展创新，混凝土施工技术亦不断提高，防辐射混凝土也在工程中不断得到运用。
施工中常遇到的射线有α、β、γ射线、中子射线及质子流等。
α、β粒子和质子流等粒子厚度很小的防护材料也能完全挡住他们。
γ射线、中子流的防护结构要求其密度很大且有很好的均质性，不允许有空洞、裂纹等缺陷。
此外还要求混凝土具有相当的结构强度和耐火性。
弋矶山医院肿瘤中心大楼工程依山而建，离子加速器室平面尺寸为19m×12m，标高为4米，底板、顶板、墙板厚度1.3米，属于超厚大体积防辐射混凝土，由于周围建筑物及道路等设施限制，该工程的所有混凝土必须要求泵送，混凝土密度要求大于2800kg/m3。
2、防辐射混凝土原材料选择2.1、防辐射混凝土集料选择防辐射混凝土材料可采用重晶石、褐铁矿、赤铁矿、硫铁矿、蛇纹石等。
重晶石（BaSO4）比重4300kg/m3~~4700kg/m3，性脆，国内防辐射混凝土多用重晶石作为防辐射用集料，该材料主要产于陕西、湖北、山东等地，由于该材料较脆，从各地取得的原材料多棱角，多针片状，不利于泵送。
且该材料热膨胀系数和收缩值较大，对超大体积、要求控制温升的混凝土有出现裂缝的潜在风险。
褐铁矿（2Fe2O3.3H2O）这是含有氢氧化铁的矿石，呈现黄色或棕色、多半是附在其他铁矿之中，密度3200 kg/m3~~4000 kg/m3。
重晶石防辐射混凝土的制备与泵送施工摘要：重晶石防辐射混凝土表观密度大于3000kg/m3，对γ射线、X射线或中子辐射具有屏蔽能力，不易被放射线穿透。
由于核工业发展和放射性同位素在工业、农业、医疗及科研试验室方面的应用，很多场合需要重晶石混凝土作为防护装置。
本文以工程实验堆项目重晶石防辐射混凝土项目为研究对象，生产了强度、表观密度达标，和易性优良的重晶石防辐射混凝土；同时，找到了该种混凝土泵送施工困难的关键因素，提出了实际生产中必须注意的技术问题。
关键词：重晶石防辐射混凝土；制备；泵送施工1重晶石防辐射混凝土概述重晶石混凝土以重晶石、重晶砂为粗细骨料，通过增加混凝土表观密度和密实性来提高对Ｘ射线和γ射线的屏蔽能力，能有效吸收Ｘ射线和γ射线，减少对人体的伤害。
重晶石混凝土对原材料及配合比要求极髙，这种混凝土需要适量的浆体填充骨料空隙，为确保满足设计要求，通常需进行多次试配以确定最优配合比；同时由于重晶石混凝土在搅拌过程中计量困难，铁矿砂密度大，导致计量冲量迅速上升，难以掌控，须采取半自动或手动控制，以尽量减小铁矿砂冲量带来的计量误差。
2原材料与试验方法2.1原材料重晶石：破碎成连续级配的粗、细骨料，其物理性能见表1和表2。
重晶石粉：表观密度大于4200kg/m3，细度大于600目。
水泥：P·O42.5级普通硅酸盐水泥。
掺合料：选Ⅰ级粉煤灰；Ⅰ级硅粉；S75级矿粉。
表1破碎重晶石的物理性能指标表5为本试验重晶石防辐射混凝土的物理性能试验结果。
由表5可见，由于重晶石密度大，依靠自身自重就能具有较好的流动性，所有试验组的流动性及28d强度均能满足要求。
本项目为大体积重晶石防辐射混凝土，胶凝材料水化热较大，如果不采取措施控制温度裂缝，一旦产生微裂缝将对混凝土屏蔽射线的能力造成极大影响。
为了减少胶凝材料水化热，提高混凝土施工和易性，本试验采用矿物掺合料替代部分水泥。
A1组单掺粉煤灰，物理性能良好；A2组单掺矿粉，极易离析，不能进行泵送施工；A3组单掺硅粉，其拌合物流动性无较大影响，但是其黏聚性增大，混凝土黏稠，又由于本身重晶石骨料的密度大，致使泵送施工有一定的困难。
