大體積防輻射混凝土施工技術

1、大體積防輻射混凝土施工技術防輻射混凝土又稱為屏蔽混凝土、重混凝土或核反應堆混凝土 , 是原子核輻射源裝置常用的防護材料 , 它能有效屏蔽原子核輻射 .所謂原子核輻射 ,一般是指 射線、 射線、 射線和中子流 . 由于 射線、 射線穿透力較低 , 厚度很小的防護材料也能完全擋住它們 , 所以防輻射 混凝土要屏蔽的射線主要是 射線和中子射線 1.射線是一種具有極大穿透力的電磁波 , 在穿過防護物質時可逐漸被吸收 , 當防輻射混凝土墻體厚度為常數(shù)時 , 防 射線的性能與其密度成正比 ,物質的密度愈大 , 防護性能愈好 , 當防輻射混凝土達到一定厚度時 , 射線可被完全吸收 .一般防輻射混凝土均采用重

2、骨料配制成重混凝土 . 中子射線是由不帶電的微粒組成 , 密度大的材料對能量大的快中子有減速作用 , 但對能量低的熱中子不具有減速效果, 要削弱中子射線 , 防輻射混凝土中不僅須含重元素 , 還要含有一定數(shù)量氫原子和水的輕元素 .邵陽市中心醫(yī)院醫(yī)技樓為 12 層框架 剪力墻結構 , 建筑面積 89 00 , 該工程的直線加速器機房采用了防輻射混凝土作為防射線的遮蔽體 . 加速機房的防輻射混凝土強度等級C35, 素混凝土的容重 2500Kg/m3, 墻厚 2.5m, 混凝土澆筑量達 1520m3.該防輻射混凝土的施工應著重解決原材料的選擇、 配合比設計 和大體積 混凝土施工等技術難題 .1 防輻

3、射混凝土施工方案1.1 原材料的選擇水泥 : 選用水化熱較低的湘鄉(xiāng)水泥廠P·O42.5 級硅酸鹽水泥 .外加劑 : 選用江西萍鄉(xiāng)特種 建筑材料有限公司 HE- L0 型緩凝高效減水劑 , HE- L0 型緩凝高效減水劑對新拌混凝土具有較好的保坍性 , 減水率 20%以上 , 不泌水 , 可明顯提高 混凝土的和易性、泵送性和耐久性 , 28 天強度可提高 25%以上 , 延遲水泥水化熱放熱時間 ,在保證相同條件的前提下可節(jié)約水泥10- 20%.骨料 : 選用粗、中砂 , 含泥量 < 3%; 碎石選用最大粒徑為 31.5m m 連續(xù)級配的優(yōu)等品 , 含泥量 < 1%.由于設計

4、要求抗輻射素混凝土的容重 2500Kg/m3, 因此在每立方混凝土中加入 100 Kg 硫酸鋇 ( 重晶石 ) , 可滿足設計要求 .1.2 防輻射混凝土的配合比設計防輻射混凝土的密度越大 , 其屏蔽效果越好 , 故配合比設計 時應優(yōu)先考慮 混凝土的表觀密度和密實程度 , 再考慮強度和 施工工藝 .配合比必須滿足下列要求 :( 1) 選用骨料密度要大 ;( 2) 混凝土的水泥用量不宜過大 , 水泥用量過多時 , 其容重則下降 ;( 3) 水灰比控制在 0.40.5 之間;( 4) 考慮防輻射混凝土骨料的比重較大 , 混凝土易分層 , 為避免因骨料重而引起骨料離析 , 坍落度不能太大 , 出機混

5、凝土坍落度應控制在 140±20mm.該抗輻射混凝土施工 , 采用現(xiàn)場攪拌 , 泵送混凝土 . 混凝土強度等級為 C35, 坍落度 110150mm, 砂率為 40%, 委托邵陽市工程質量檢測中心 試驗 , 混凝土的配合比為水泥 :砂:碎石 : 水: H E- L0 型緩凝高效減水劑 =1:1.9:3.4:0.42:0.01, (每立方米 混凝土加入 100Kg 重晶石 )施工過程中 , 測定砂、石的含水率 ,及時調整配合比 .1.3 施工縫的留設防輻射混凝土施工縫的設置是重要的一環(huán) .設置施工縫 , 頂板和墻的支撐較易解決 , 避免一次澆筑混凝土太多 , 能夠有效地保證 混凝土的澆

6、筑質量 , 施工縫設置處可采用一定厚度的鉛板對施工縫處進行加強處理 , 對結構的防輻射性能的影響可減小到最低程度 .若不設施工縫 , 施工難度相當大 , 會增加技術措施費 , 且難于保證質量 .由于業(yè)主和設計院擔心設置施工縫的地方成為薄弱環(huán)節(jié) , 影響結構的防輻射性能 , 要求底板、頂板和墻體 混凝土須一次性連續(xù)澆筑 , 不得留設水平施工縫 .2 大體積混凝土的施工2.1 模板工程( 1) 對 2.5m 厚的頂板 , 如采用一般鋼管間距太窄 , 且難以保證質量 , 所以立竿采用間距為 900×900mm 的型鋼支撐 , 板底鋪 60mm 厚的木條把板荷載均勻傳遞到型鋼上 . 其余厚度

7、的板采用間距為 300×300mm 的鋼管支撐 .( 2) 剪力墻采用加密對拉片 , 對拉片各被兩根架管夾住 , 內側模板的架管和相鄰的型鋼連接 ; 外側模板的架管采用桁架、剪刀撐等形式把剪力墻上的側壓力傳遞到框架梁和柱、 地梁上 .由于架管太多 , 為了保證墻和板的斷面尺寸 , 在架管的端部采用了可調支撐 , 這樣也能保證架管和墻面充分接觸 .( 3) 為了防止支撐結構局部突然失穩(wěn) , 增加了斜撐和剪刀撐的數(shù)量和縱橫兩面支撐連接 , 形成了一個含有多個多余約束的超靜定結構體系.2.2 混凝土工程( 1) 重晶石防輻射混凝土的單方容重大 , 生產時考慮設備的荷載能力 , 每盤材料用量

8、按普通 混凝土的 6070%計量 , 即每盤攪拌 0. 60.7m3 防輻射混凝土 .( 2) 由于重晶石的強度較低、性脆的特點混凝土攪拌時間不宜過長 , 4050S 為宜 .否則 , 將大大增加石粉的含量 , 影響混凝土的工作性能 .機房墻體及頂板 混凝土須一次性連續(xù)澆筑 , 不得留設水平施工縫 , 以防止射線穿過 .( 3) 因重晶石混凝土堆密度較大 , 泵送距離一般不超過 50 m, 以免發(fā)生堵塞管道 , 混凝土泵管上覆蓋草包 , 經(jīng)常噴水保持濕潤 , 以減少混凝土拌合物因運輸而造成的溫度升高.( 4) 混凝土泵車輸送導管距澆筑面的高度不大于 2m, 防止混凝土產生離析 .為保證混凝土振

9、搗密實 , 要分層下料和振搗 , 混凝土每層澆筑厚度控制在 300mm 左右 , 上層混凝土澆筑必須在下層 混凝土初凝前進行 .( 5) 澆筑方法采用斜面分層法 , 實施二次振搗 ,控制混凝土泵布料厚度 , 且振搗上層混凝土時振動棒插入下層混凝土表面 50mm 以上, 以利于散熱和保持混凝土的整體性 ; 排除混凝土表面的沁水 , 當混凝土澆筑接近端部時 , 改由端部向中間澆筑以形成坡度 , 使混凝土表面的沁水和浮漿匯聚 , 經(jīng)模板預留孔流出 .( 6) 混凝土振搗要選用有經(jīng)驗的振搗手, 振搗棒快插慢抽 , 振搗棒插入點采用梅花點布置 , 間距 500mm 插入一點 , 振搗棒插入下層中 501

10、00mm,振搗時間控制在 15S20S 以內 , 表面出漿為宜 , 不宜振搗過度 , 以避免粗骨料下沉分層 , 影響混凝土的防輻射性能 .( 7) 混凝土養(yǎng)護 : 混凝土澆筑完畢后 , 待其收水后 , 在頂板的表面覆蓋塑料薄膜兩層濕草簾 , 在草簾澆水養(yǎng)護不少于 14d.墻板采用濕布覆蓋 , 經(jīng)常灑水濕潤 , 并將加速機房的門洞封堵 , 以防散熱過快 .7d 內保證混凝土養(yǎng)護溫度不小于 10, 相對濕度大于 90%. 養(yǎng)護條件的好壞對后期 混凝土的結合水的含量有很大不同 , 從而對防止中子射線效果有較大影響 .根據(jù)資料顯示 ,若養(yǎng)護條件好 , 一年齡期混凝土結合水含量能增加 5%.2.3 溫度

11、測控( 1) 提高混凝土面層溫度 : 混凝土全部澆筑完后 , 采取蓄水法進行養(yǎng)護 .水深約 200mm, 上蓋塑料薄膜 .混凝土內部水化熱不斷地向表面?zhèn)鬟f , 及太陽的輻射作用 , 養(yǎng)護水溫慢慢升高 .對混凝土的養(yǎng)生特別有利 , 利于保證 混凝土的質量 ,防止開裂 .( 2) 降低混凝土內部溫度 : 混凝土內部布置循環(huán)冷卻水管 , 讓循環(huán)水吸收 混凝土內部水化熱 , 以降低溫度 .( 3) 溫度測定 : 測溫范圍 : 垂直方向 , 在距混凝土表面 100 mm及混凝土的中間部位布置三個測溫點; 水平方向分別在距邊緣1m和中間部位布置 ; 測溫工具選項用JDC- 2 型便攜式 建筑電子測溫儀 ,在混凝土升溫保持階段 , 2- 3 小時測溫一次 , 在混凝土溫度下降階段, 4- 8 小時測溫一次 . 溫度控制參數(shù) ,混凝土澆筑溫度不得超過28. 混凝土內部和表面的溫度之差不得超過25, 混凝土的溫度驟降不得超過 10/h.( 4) 測溫表明溫升正常 , 混凝土內部最高溫升值發(fā)生在混凝