大体积防辐射混凝土施工技术

1、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 射线、 射线、 射线和中子流. 由于 射线、 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 射线和中子射线1. 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 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, 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

2、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

3、PO42.5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

4、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0.40.5 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14020mm.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110150mm, 砂率为40%, 委托邵阳市工程质量检测中心试验,

5、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

6、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2.1 模板工程( 1) 对2.5m 厚的顶板, 如采用一般钢管间距太窄, 且难以保证质量, 所以立竿采用间距为900900mm 的型钢支撑, 板底铺60mm 厚的木条把板荷载均匀传递到型钢上. 其余厚度的板采用间距为300300mm 的钢管支撑.( 2) 剪力墙采用加密对拉片, 对拉片各被两根架管夹住, 内侧模板的架管和相邻的型钢连接; 外侧模板的架管采用桁架、剪刀撑等形式把剪力墙上的侧压力传递到框架梁和柱、地梁上.由于架管太多, 为了保证墙和板的断面尺寸, 在架管的端部采用了可调支撑, 这样也能

7、保证架管和墙面充分接触.( 3) 为了防止支撑结构局部突然失稳, 增加了斜撑和剪刀撑的数量和纵横两面支撑连接, 形成了一个含有多个多余约束的超静定结构体系.2.2 混凝土工程( 1) 重晶石防辐射混凝土的单方容重大, 生产时考虑设备的荷载能力, 每盘材料用量按普通混凝土的6070%计量, 即每盘搅拌0.60.7m3 防辐射混凝土. ( 2) 由于重晶石的强度较低、性脆的特点混凝土搅拌时间不宜过长, 4050S 为宜.否则, 将大大增加石粉的含量, 影响混凝土的工作性能.机房墙体及顶板混凝土须一次性连续浇筑, 不得留设水平施工缝, 以防止射线穿过.( 3) 因重晶石混凝土堆密度较大, 泵送距离一

8、般不超过50 m, 以免发生堵塞管道, 混凝土泵管上覆盖草包, 经常喷水保持湿润, 以减少混凝土拌合物因运输而造成的温度升高.( 4) 混凝土泵车输送导管距浇筑面的高度不大于2m, 防止混凝土产生离析.为保证混凝土振捣密实, 要分层下料和振捣, 混凝土每层浇筑厚度控制在300mm 左右, 上层混凝土浇筑必须在下层混凝土初凝前进行.( 5) 浇筑方法采用斜面分层法, 实施二次振捣,控制混凝土泵布料厚度, 且振捣上层混凝土时振动棒插入下层混凝土表面50mm 以上, 以利于散热和保持混凝土的整体性; 排除混凝土表面的沁水, 当混凝土浇筑接近端部时, 改由端部向中间浇筑以形成坡度, 使混凝土表面的沁水

9、和浮浆汇聚, 经模板预留孔流出.( 6) 混凝土振捣要选用有经验的振捣手, 振捣棒快插慢抽, 振捣棒插入点采用梅花点布置, 间距500mm 插入一点, 振捣棒插入下层中50100mm,振捣时间控制在15S20S 以内, 表面出浆为宜, 不宜振捣过度, 以避免粗骨料下沉分层, 影响混凝土的防辐射性能.( 7) 混凝土养护: 混凝土浇筑完毕后, 待其收水后, 在顶板的表面覆盖塑料薄膜两层湿草帘, 在草帘浇水养护不少于14d.墙板采用湿布覆盖, 经常洒水湿润, 并将加速机房的门洞封堵, 以防散热过快.7d 内保证混凝土养护温度不小于10, 相对湿度大于90%. 养护条件的好坏对后期混凝土的结合水的含

10、量有很大不同, 从而对防止中子射线效果有较大影响.根据资料显示,若养护条件好, 一年龄期混凝土结合水含量能增加5%.2.3 温度测控( 1) 提高混凝土面层温度: 混凝土全部浇筑完后, 采取蓄水法进行养护.水深约200mm, 上盖塑料薄膜.混凝土内部水化热不断地向表面传递, 及太阳的辐射作用, 养护水温慢慢升高.对混凝土的养生特别有利, 利于保证混凝土的质量,防止开裂.( 2) 降低混凝土内部温度: 混凝土内部布置循环冷却水管, 让循环水吸收混凝土内部水化热, 以降低温度.( 3) 温度测定: 测温范围: 垂直方向, 在距混凝土表面100 mm 及混凝土的中间部位布置三个测温点; 水平方向分别在距边缘1m 和中间部位布置; 测温工具选项用JDC- 2 型便携式建筑电子测温仪, 在混凝土升温保持阶段, 2- 3 小时测温一次, 在混凝土温度下降阶段, 4- 8 小时测温一次. 温度控制参数,混凝土浇筑温度不得超过28. 混凝土内部和表面的温度之差不得超过25, 混凝土的温度骤降不得超过10/h.( 4) 测温表明温升正常, 混凝土内部最高温升值发生在混凝