GB-T 50557-2010 重晶石防辐射混凝土应用技术规范

P中华人民共和国国家标准重晶石防辐射混凝土应用技术规范Technicalcodeforbariteconcreteagains中华人民共和国国家标准重晶石防辐射混凝土应用技术规范批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部中华人民共和国住房和城乡建设部公告现批准《重晶石防辐射混凝土应用技术规范》为国家标准，编号为GB/T50557—2010,自2010年12月1日起实施。本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部二〇一〇年五月三十一日根据住房和城乡建设部《关于印发<2008年工程建设标准规长沙市劳动西路296号，邮政编码：410015;E-mail:hn6j2008@中南大学刘忠良张卫党陈东辉李世秋陈鸿钧杨伟军左恒忠常科龙朱前亮张赛赛王福川 2.1术语 2.2符号 3.1一般规定 3.2重晶石粗细骨料 3.3其他材料 4.1防辐射设计 4.2结构设计 4.3构造要求 5.1混凝土配合比设计 5.2混凝土性能 6.1一般规定 6.2混凝土制备 6.3混凝土运输 6.4模板及钢筋工程 6.5混凝土浇筑和养护 7.1质量检验 7.2工程验收 附录A重晶石防辐射混凝土检验批质量验收记录 本规范用词说明 引用标准名录 4.1Designofradiationshiel 5.1Designofmixproportionofbariteconcrete 5.2Performanceofbariteconcrete 6.2Preparationofbaritecon 6.3Transportationofbarite 6.5Pouringandcuring AppendixAQualityinspectionandacceptancereforbariteconcreteagai Explanationofwordinginthisc Listofquotedstandards Addition:Explanationofprovisions 因环境温度或辐射发热导致结构内部温度超过80℃的工程。验收的基本技术要求。当本规范与国家法律2术语和符号钡含量(按质量计)不少于85%的矿石。2.1.2重晶石细骨料fine2.1.3重晶石粗骨料coarseagg重晶石骨料中硫酸钡含量(按质量计)不少于80%,粒径小于2.1.5混凝土表观密度apparentdensityo2.1.7重晶石防辐射混凝土bariteconcreteagainstradia-重晶石骨料占骨料总质量不少于70%,表观密度不小于2.1.8重晶石防辐射混凝土结构structureofbaritecon-以重晶石防辐射混凝土为主要材料建造并满足辐射防护要求fee——水泥28d抗压强度实测值；f——重晶石防辐射混凝土的轴心抗压强度设计值；fn——重晶石防辐射混凝土的轴心抗拉强度设计值；E——重晶石防辐射混凝土的弹性模量。3.1.1同一工程的重晶石防辐射混凝土所用重晶石粗细骨料宜选用同一矿床或同一产地的重晶石。3.1.2重晶石防辐射混凝土可全部采用重晶石骨料，也可掺入部分普通混凝土用的砂、石或其他表观密度比普通混凝土用砂、石大的骨料。3.1.3对防中子射线要求较高的工程结构，宜在重晶石防辐射混凝土中掺加含化合水的矿石骨料或含锂、硼等轻元素的材料。3.1.4重晶石防辐射混凝土所用原材料除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。3.2重晶石粗细骨料3.2.1重晶石细骨料宜为中砂，且颗粒级配宜符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52中级配Ⅱ区的规定。重晶石粗骨料应符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52中连续级配的规定。3.2.2重晶石细骨料的质量与技术性能指标应符合表3.2.2的规定。I级I级泥块含量(按质量计，%)重晶石粉(按质量计，%)(折算成SO₃按质量计，%3.2.3重晶石粗骨料的质量与技术性能指标应符合表3.2.3的表3.2.3重晶石粗骨料的质量与技术性能指标硫酸钡含量(按质量计，%)表观密度(kg/m³)针片状颗粒(按质量计，%)泥块含量(按质量计，%)重晶石粉(按质量计，%)压碎指标(%)(折算成SO₃按质量计，%)3.2.4重晶石粗细骨料的硫酸钡质量含量应按照现行行业标准《非金属矿物和岩石化学分析方法》JC/T1021.7的规定进行检测。重晶石粗细骨料的放射性检测应按照现行国家标准《建筑材料放射性核素限量》GB6566的规定执行。重晶石粗细骨料的其3.3.1重晶石防辐射混凝土宜选用通用硅酸盐水泥，中、低热硅酸盐水泥，钡水泥和锶水泥等，并应符合国家现行有关标准的规3.3.2重晶石防辐射混凝土所用矿物掺和料宜选用粒化高炉矿渣粉、Ⅱ级及以上粉煤灰等材料，并应符合国家现行有关标准的规3.3.3重晶石防辐射混凝土所用的外加剂应符合国家现行标准《混凝土外加剂》GB8076、《混凝土外加剂应用技术规范》4.1.2重晶石防辐射混凝土结构应进行辐射屏蔽专项设计。辐4.1.3当重晶石防辐射混凝土结构中存在镶入件或贯穿件等薄蔽结构内曲折穿行及合理调整镶入件或贯穿件4.2.1重晶石防辐射混凝土结构设计应采用概率极限状态设计4.2.2重晶石防辐射混凝土结构设计使用年限宜按照现行国家4.2.3重晶石防辐射混凝土结构构件设计应根据承载能力极限抗裂及裂缝宽度和温度应力进行计算或验算，并应符合现行国家4.2.4对于有抗震设防要求的重晶石防辐射混凝土结构，应根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定进行结构构件的抗震设计，其抗震构造措施宜提高一度进行抗震设防。对于地震烈度为九度和已按国家现行有关标准要求提高抗震设防烈度的结构，不应再提高抗震设防烈度要求。4.2.5重晶石防辐射混凝土结构构件的最大裂缝宽度限值不应大于0.2mm,且不得出现贯通构件厚度方向的裂缝。4.2.6重晶石防辐射混凝土的耐久性设计应符合现行国家标准4.3.1重晶石防辐射混凝土结构伸缩缝最大间距不宜超过表4.3.1的规定。当超过表中的限值时，应采取有效的抗裂措施或设置伸缩缝。伸缩缝的设置宜避开有辐射防护要求的部位。当伸缩缝无法避室内或土中4.3.2重晶石防辐射混凝土结构中钢筋主筋、箍筋、分布筋的混凝土保护层厚度不得小于相应钢筋的公称直径，板、墙等面形构件的最外侧钢筋的混凝土保护层厚度不应小于20mm,梁、柱等条形构件的最外侧钢筋的混凝土保护层厚度不应小于25mm,且均应符合现行国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476中不同环境作用下钢筋的保护层最小厚度的规定，不得按有利环境作用考虑减小混凝土保护层厚度。4.3.3重晶石防辐射混凝土结构构件的纵向受力钢筋的最小配不宜小于12mm,间距不应大于200mm。当板厚超过1600mm筋直径不宜小于12mm,钢筋间距不宜大于200mm。2墙的水平钢筋和竖向钢筋间距均不应大于200mm,钢筋直径不宜小于12mm。墙的两侧配筋率均不宜小于0.2%。当墙厚超过1200mm时，沿厚度方向间距不超过600mm应设置一层双向钢4.3.5重晶石防辐射混凝土结构预留孔洞、穿墙线管和施工缝图4.3.5-1凹凸水平施工缝做法或线管，宜采用折线型或U字形预留穿墙孔洞或线管(图4.3.5-2),折线形式和尺寸应根据孔洞或线管的大小和特征孔洞或线管的相应部位应进行辐射防护补偿处理。当次要防护或采用封板等其他有效的辐射防护措施。套管空隙的封堵及薄弱增设温度钢筋网片，钢筋网片钢筋直径不宜小于4mm,钢筋间距不宜大于200mm.5混凝土配合比设计及性能5.1混凝土配合比设计5.1.1重晶石防辐射混凝土的配合比应根据其表观密度和强度等设计要求选择原材料进行计算，并应经实验室试配、调整后确5.1.2重晶石防辐射混凝土配制强度应按下式计算：式中：fwb,o——重晶石防辐射混凝土配制强度(N/mm²);feu,k——重晶石防辐射混凝土立方体抗压强度标准值op——重晶石防辐射混凝土强度标准差(N/mm²)。5.1.3重晶石防辐射混凝土强度标准差宜根据同品种、同强度等级重晶石防辐射混凝土的统计资料计算确定，且强度试件组数不应少于25组。当无统计资料时，重晶石防辐射混凝土强度标准差可按表5.1.3的规定确定。标准差σb(N/mm?)5.1.4重晶石防辐射混凝土的水灰比可按下式计算：fu,o——重晶石防辐射混凝土配制强度(N/mm²);fu——水泥28d抗压强度实测值(N/mm²)。5.1.5单位体积重晶石防辐射混凝土的基准用水量可按表5.1.5取值。当坍落度大于90mm时，重晶石防辐射混凝土的用水量可按表5.1.5中坍落度为75mm～90mm的用水量为基数，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg进行调整；掺用外加剂或掺和料表5.1.5重晶石防辐射混凝土的基准用水量(kg/m³)坍落度(mm)重晶石粗骨料最大粒径(mm)细砂时，每立方米重晶石防辐射混凝土用水量增加4kg～8kg;采用重晶石细1坍落度为10mm～60mm的重晶石防辐射混凝土砂率可根据粗骨料粒径及水灰比按表5.1.6选取。2坍落度小于10mm或大于60mm的重晶石防辐射混凝土表5.1.6重晶石防辐射混凝土砂率(%)水灰比(W/C)重晶石粗骨料最大粒径(mm)5.1.7重晶石防辐射混凝土配合比的试配与调整方法，可按照现行行业标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的相关规定执5.2混凝土性能5.2.1重晶石防辐射混凝土表观密度(P)可按表5.2.1的规定土宜选用I级重晶石细骨料和粗骨料。表观密度范围(kg/m³)表观密度范围(kg/m³)142535.2.2重晶石防辐射混凝土的强度等级应按立方体抗压强度标准值确定，其强度等级可划分为C20、C25、C30、C35、C40五个等5.2.3重晶石防辐射混凝土轴心抗压强度标准值(fem)、轴心抗拉强度标准值(fm)应按表5.2.3的规定取值。5.2.4重晶石防辐射混凝土轴心抗压设计值(fu)、轴心抗拉强度设计值(fu)应按表5.2.4的规定取值。ʃeh5.2.5重晶石防辐射混凝土的受压或受拉弹性模量(E)应按实际情况通过试验确定。当缺乏试验资料时，可按照表5.2.5的规定取值。5.2.6当温度为0℃~80℃时，重晶石防辐射混凝土线膨胀系数可按(1.6～2.0)×10-5/℃取值。5.2.7重晶石防辐射混凝土的化合水含量应满足工程设计防中子射线的要求。5.2.8重晶石防辐射混凝土的最大水灰比与最小水泥用量应符6.1.1在重晶石防辐射混凝土工程施工前，应编制专项施工方6.1.3重晶石防辐射混凝土制备宜采用预拌混凝土搅拌站集中能和表观密度进行检验，检验时每100m³同配合比重晶石防辐射混凝土应至少随机抽检2次，且每一工作班不应少于1次。工作6.2.1重晶石粗细骨料的储存应保证均匀性，同时应将不同品6.2.2重晶石防辐射混凝土应采用强制式搅拌机拌制。搅拌机6.2.3重晶石防辐射混凝土原材料的计量均应按质量计。原材料计量的允许偏差应符合现行国家标准《预拌混凝土》GB/T水和外加剂，预拌混凝土搅拌站搅拌时间不应少于30s,且不宜大于60s。6.3.1重晶石防辐射混凝土运输工具应能保证混凝土拌和物的输车》JG/T5094的规定。当使用翻斗车运送重晶石防辐送坍落度大于50mm的重晶石防辐射混凝土。6.3.2重晶石防辐射混凝土从搅拌机出料到施工现场入模的间隔时间不宜超过90min。当超过90min时，应采取相应的技术措模板系统荷载计算时，重晶石防辐射混凝土6.4.2重晶石防辐射混凝土水平构件宜按混凝土一次浇捣成型的原则进行模板支架系统设计，也可根据实际情况经过设计审核6.5.1重晶石防辐射混凝土宜采用输送泵输送。根据现场施工6.5.2重晶石防辐射混凝土拌和物应具有良好的和易性。泵送凝土配合比的重晶石砂浆进行润滑。当润滑6.5.5重晶石防辐射混凝土拌和物的自由倾落高度不应大于大于500mm;浇筑重晶石防辐射混凝土水平构件时，宜采用斜面防辐射混凝土的抗压强度不应小于1.2N/mm²。施工前应对结合6.5.9重晶石防辐射混凝土入模温度宜控制在5℃~25℃。当6.5.10重晶石防辐射混凝土结构构件浇筑完毕后应在12h内开始养护，养护持续时间不得少于14d。竖向构件宜采用带模养护7.1.1重晶石防辐射混凝土粗细骨料的质量和技术指标应按本规范第3.2.2条、第3.2.3条的规定进行检验。当所用重晶石粗细骨料由同一矿床的重晶石破碎加工形成时，粗细骨料均应按300t为一批，不足300t时应作为一批。当所用重晶石粗细骨料不7.1.2重晶石防辐射混凝土的表观密度应按本规范第6.1.4条7.1.3重晶石防辐射混凝土的强度检验评定应符合现行国家标7.2.1重晶石防辐射混凝土工程的质量验收除应符合本规范的规定外，尚应按现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规7.2.2重晶石防辐射混凝土的原材料及配合比设计检验批和施工检验批应分别按本规范附录A中表A.0.1和表A.0.2进行检附录A重晶石防辐射混凝土检验批质量验收记录表A.0.1重晶石防辐射混凝土原材料及配监理(建设)主控项目1234外加剂质量及应用第3.3.3条5的总含量控制6般项目1234专业工长(施工员)(建设单位项目专业技术负责人):年月日主控项目1234原材料每盘称量的567理般项目1筑2项目专业质量检查员年月日本规范用词说明1为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1)表示很严格，非这样做不可的：2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：3)表示允许稍有选择，在条件允许时首先应这样做的：2条文中指定应按其他有关标准执行的写法为：“应符合引用标准名录中华人民共和国国家标准重晶石防辐射混凝土应用技术规范住房和城乡建设部2010年5月31日以第631号公告批准发布。 2术语和符号 2.1术语 3.1一般规定 3.2重晶石粗细骨料 3.3其他材料 4.1防辐射设计 4.2结构设计 4.3构造要求 5.1混凝土配合比设计 5.2混凝土性能 6.1一般规定 6.2混凝土制备 6.3混凝土运输 6.4模板及钢筋工程 6.5混凝土浇筑和养护 7.1质量检验 7.2工程验收 1.0.2根据国防科工委发布的标准《混凝土辐射屏蔽》EJ/T范规定不适用于因环境温度或辐射发热导致结构内部温度超过辐射混凝土与普通混凝土相比主要是在原材料2术语和符号2.1.1通过对全国主要重晶石产地和重晶石防辐射混凝土工程的调查，硫酸钡含量为85%及以上的矿产较为普遍，且采用硫酸钡含量为85%及以上的重晶石，对于防辐射混凝土的表观密度指标控制较为有利。因此，将本标准的重晶石硫酸钡含量下限值定为85%,很容易产生一部分粉状颗粒，硫酸钡含量越高的重晶石矿石越易综合调研和试验结果，本规范将重晶石粉的硫酸钡含量下限定为强度亦越低。全部用重晶石粗细骨料可配制表观密度为2800kg/m³~4000kg/m³,混凝土强度为C20～C40的重晶石防辐射混凝土，但难以配制强度更高(大于C40)和表观密度更大的重晶石护一般辐射强度的中子射线，但混凝土所含水的数量有限。为防GB/T14685的其他规定要求。重晶石防辐射混凝土拌和用水应凝土的细骨料级配要求较严，本规范规定重晶石细骨料的级配宜为Ⅱ区中砂。粗骨料的间断级配较连续级配容易导致混凝土分层愈强。伴生矿物对重晶石混凝土的表观密度影响较大，对重晶石本规范将重晶石防辐射混凝土所用重晶石细骨料分为三个级别。I级重晶石硫酸钡含量不低于95%,Ⅱ级重晶石硫酸钡含量不低于90%,Ⅲ级重晶石硫酸钡含量不低于85%。粉料含量也对混凝土性能产生不利影响。因级重晶石硫酸钡含量不低于95%,Ⅱ级重晶石硫酸钡含量不低于90%,Ⅲ级重晶石硫酸钡含量不低于85%。重晶石防辐射混凝土的表观密度和强度主要决定于重晶石粗骨料。由于重晶石性脆易碎，高强度等级混凝土的破坏往往首先愈脆，压碎指标值越大。太易碎的重晶石矿石对混凝土的强度不利。因此，本规范根据试验结果对重晶石粗骨料的压碎指标值做针片状颗粒数量对混凝土质量有不利影响。针片状颗粒多，混凝土工作性差，进而影响混凝土施工，影响混凝土密实性和强碎加工的重晶石碎石较普通碎石有更多的针片状颗粒，且重晶石硫酸钡含量越高其碎石中的针片状颗粒数量越多。参考现行行业的上限值分别为20.0%、15.0%、10.0%。在选择重晶石矿时，宜重晶石矿物性脆易碎，在加工及运输过程中均会产生一定的本规范规定硫化物及其他硫酸盐含量指标即指除硫酸钡外的重晶石粗骨料其他质量要求与普通混凝土用石要求相同，其3.3.1重晶石防辐射混凝土中所用水泥的选择与普通混凝土所高强度等级的重晶石防辐射混凝土强度主要由重晶石粗骨料决防辐射的要求。钡水泥和锶水泥能增加混凝土的表观密度，3.3.2矿物掺和料有利于改善混凝土工作性能、降低混凝土温3.3.3混凝土外加剂特别是高效与高性能减水剂对改善混凝土重要组成部分。重晶石防辐射混凝土由于骨料与浆料的密度相差凝土也易于开裂。因此，重晶石防辐射混凝大体积混凝土工程中已普遍使用。重晶石防辐射混凝土结构要求配制流动性好、表观密度要求较大(大于或等于3200kg/m³)的重4.1.1现行国家标准《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》对受照个人或社会所带来的利益足以弥补其中不同的防护要求，以及工程项目对重晶石防辐射混凝土表观密4.2.1本规范对重晶石防辐射混凝土结构的设计原则基本上采用与普通混凝土结构相同的基本设计规定。本规范按照现行国家和结构重要性系数进行设计。荷载分项系数按现行国家标准《建4.2.2按照现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》别重要的建筑结构为100年。同时，考虑到业主对建筑物设计使4.2.3对结构构件承载能力极限状态计算规定和正常使用极限GB50010的相关规定。由于重晶石防辐射混凝土结构的使用特性基本不涉及须进行疲劳验算的使用工况，因此本规范未包括疲劳验算的设计规定的内容。温度应力可参照现行行业标准《水工则，本规范规定抗震构造措施宜提高一度进行抗震设防。地震烈度为九度的则不再提高，在设计中已按其他规范中对抗震烈度作土结构耐久性设计规范》GB/T50476规定了裂缝控制等级和最钢筋混凝土结构因钢筋锈蚀影响的裂缝宽度限定的辐射屏蔽性能的削弱，而目前已使用的工程和国内外的相关资料均未对防辐射混凝土结构的抗裂要求作特殊规定。综合上述的规定。由于贯通结构构件厚度方向的裂缝对辐射防护非常不4.3.1重晶石防辐射混凝土结构伸缩缝的设置参照了现行国家本规范对部分内容作了略为严格的要求。当超过表4.3.1的规定较大的特点，参考现行国家标准《混凝土结构设计规范》构耐久性设计规范》GB/T50476在不同环境作用下钢筋的保护结构构件可适当减小混凝土保护层厚度的规定。同时规定了板、墙等面形构件的最外侧钢筋的混凝土保护层厚度不应小于20mm,梁、柱等条形构件的最外侧钢筋的本条文规定不适用于处于环境类别为IV、V类和环境作用等4.3.3重晶石防辐射混凝土结构构件的纵向受力钢筋的最小配凝土中主要骨料重晶石的脆性特征，宜适当提高纵向受力钢筋的4.3.5由于重晶石防辐射混凝土结构中起辐射防护作用的结构边等部位。本条文提出了对这些薄弱部位和防辐射性能是重晶石防辐射混凝土有别于其他混凝土的主要土在工程使用时，其强度标准值具有不小于95%的强度保证率，配合比设计时的混凝土配制强度应比设计要求的强度标准值高。f为水泥的28d实际强度。考虑到有时难以取得水泥的实统计资料，则按照现行行业标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55取1.13),保证用于计算的数值比实际强度等级有富余。室配制90组不同强度的重晶石防辐射混凝土，并结合国内外相关据设计要求的坍落度和重晶石粗骨料最大粒验结果进行了相应的调整，提供了重晶石粗骨料最大粒径为16.0mm、20.0mm、31.5mm和40.0mm时重晶石防辐射混凝土所需指标。根据实验室的试验结果，对坍落度在10mm～60mm的重晶石防辐射混凝土给出了推荐的砂率范围。坍落度大于60mm及小于10mm的重晶石混凝土砂率应根据试验确定。特别是泵5.1.7重晶石防辐射混凝土的试配和调整与普通混凝土的方法5.2.1重晶石防辐射混凝土的表观密度越大，其防辐射性能越好。本条将重晶石防辐射混凝土的表观密度重晶石粗细骨料的表观密度对重晶石防辐射混凝土的表观密或2级的重晶石防辐射混凝土宜选用I级重晶石骨料。配制其他密度等级的重晶石防辐射混凝土时，可选用各种等级的重晶石骨为3级或4级的重晶石防辐射混凝土选用Ⅱ级重晶石骨料，其他辐射混凝土立方体抗压强度与轴心抗压强度的0.85倍。5.2.5重晶石防辐射混凝土的弹性模量根据相关资料和配制相的重晶石防辐射混凝土的弹性模量比普通混凝土的弹性15%左右。在计算和设计中要充分认识到这一特性。据试验结果，重晶石防辐射混凝土的线膨胀1.8倍左右。5.2.7一定厚度的重晶石防辐射混凝土能屏蔽一般辐射强度的凝土化合水含量应满足防中子射线的设计要资料，中子的透射曲线都是对应于含水量为5.5%的混凝土得到的。在混凝土含水量低于5.5%的情况下，可以通过修正因子对的重晶石防辐射混凝土，其化合水含量不宜少于5.5%。一般采取在重晶石防辐射混凝土中加入含结晶水的矿石材料等方式，使其中的化合水含量达到5.5%的要求。混凝土化合水的含量可通过对混凝土配合比进行理论计算和对相关材料结晶水进行检测的6.1.1由于重晶石防辐射混凝土结构的重要性和其施工方法相对于普通混凝土结构的特殊性，应对重晶石6.1.3针对重晶石防辐射混凝土对表观密度和匀质性要求非常6.1.4由于重晶石防辐射混凝土的表观密度是影响其辐射防护的检验。在工程实践中，通常是测定捣实后的重晶石防辐射混凝为了保证重晶石防辐射混凝土到达现场后的工作性能，要求6.2.1为了消除由于骨料含水率变化导致重晶石防辐射混凝土应避免制备其他品种的混凝土，以免混凝土混杂而影响混凝土质6.2.3本条文规定了原材料的计量方法及原材料计量允许偏差坏骨料和