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【摘 要】 目前重晶石防辐射混凝土广泛适用于反应堆、加速器或放射化学装置的防护结构。本文就重晶石防辐射混凝土的工艺原理、工艺流程、操作要点、配料设计、质量控制、专项验收做出简要论述。
【关键词】 重晶石防辐射混凝土；施工工艺；专项验收
【中图分类号】 TU755.3 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123（2010）04-017-02
１工艺原理
重晶石混凝土采用密度大，含结合水多的重晶石碎石、重晶石砂等粗细骨料（主要成分为BaSO4、2H2O），以普通水泥作为胶凝材料，同时加入水、外加剂按一定配合比拌合形成防辐射混凝土。其表观密度大（ρ＝2.5～7.0×103kg/m3），对X射线和γ射线防护性能好；骨料中有大量的结合水，氢元素含量多，能有效防护中子流。重晶石混凝土现浇入模成型后与钢筋骨架共同形成具有特殊防辐射性能的混凝土结构。
通过优选原材料和科学的配合比设计；确保混凝土在拌合和成型过程防止离析、保持均匀、成型密实；控制大体积混凝土温度裂缝；以及施工缝的特殊处理。从而保证结构混凝土的表观密度和结构构件厚度符合设计要求，达到设计的防辐射效果。
2工艺流程
钢筋绑扎及模板支设→重晶石混凝土的制备→重晶石混凝土的运输→重晶石混凝土的现场泵送→重晶石混凝土的现场浇捣→重晶石混凝土成型后的拆模、养护。
3操作要点
３.1模板工程的施工及验收。模板工程施工及验收时，应严格执行《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002第二章规定，并注重以下几个方面：①模板支承系统进行了详细的专项设计，荷载考虑了支模体系、混凝土自重、泵送堆载、施工荷载和震动器的振动荷载，确定方案后再进行支模系统验算。②防护墙模板拆模后，挖掉衬模垫片并吹断螺杆，用重晶石水泥砂浆补眼抹光。③主防护墙、板上不能预留孔洞和线管，副防护墙、板不能按常规留设直线型穿墙孔洞或套管，而必须采用折线穿墙；预留洞口宽度≥500mm时，洞口周边预埋不锈钢板；所有预留套管均出墙面150mm。其套管制作、安装均应考虑浇捣混凝土时同一断面有重晶石混凝土通过，避免出现蜂窝、孔洞。
３.2重晶石混凝土在制备与运输。在重晶石混凝土在制备与运输时应遵循以下原则：①采用矿区样品按规定送检合格后，备足材料，进场后分区堆放，按规定取样送检，重晶石碎石、重晶石砂每200m3取样一次，进行级配分析和表观密度检测，经检验合格方可使用。并定时校验自动计量装置，控制投料误差在规定的范围内。②严格控制投料顺序、单盆搅拌量、搅拌时间、出厂坍落度、入泵坍落度，并按规定留设试块。③采用专车运输供应；每车装料时，罐体要高速搅拌，运输途中低速搅拌，防止混凝土离析；装载运输量控制在普通混凝土的60～65%；供应速度应保证混凝土连续施工要求；还应考虑备用的运输路线和停水、停电及设备故障等应急措施。
3.３重晶石混凝土的泵送与浇捣。重晶石混凝土骨料重，易离析，采用泵送工艺输送。通过相关措施，保证结构大批量重晶石混凝土成功泵送。其中，比较常用且有效的方法如下：①采用功率较大的输送泵，尽量使混凝土沿水平输送，主管控制在100m以内。严格控制重晶石混凝土的质量，进场的每车混凝土必须经目测无离析，现场实测坍落度符合要求后，才能入泵。②鉴于重晶石混凝土的泵送具有一定的难度，现场泵送施工时，一定要根据现场情况先进行有针对性的泵送试验；成功后再组织浇筑作业。③防护结构采取分段施工，先底板，再墙体，后顶板。底板、顶板厚度≤800mm时，采用斜面分层的浇捣方法进行浇捣；平板厚度超过0.8～1.0m时，在满足结构设计及劳卫所防护设计要求的前提下，综合采用整体平面分层和斜面分层的方法。④混凝土应连续浇筑，一般不应留设水平施工缝；必须留设时，留设位置严格按GB50204-2002规范和设计要求执行；同时应留凹凸形或波浪形的施工缝，不允许留设平缝，以确保防辐射效果；地下结构还应按设计要求加设止水钢板。
３.4大体积重晶石混凝土的养护。①墙板混凝土浇捣后,进行带模养护不少于7d；拆模后挂两层麻袋严密覆盖，继续保温，同时洒水养护至14d（满足UEA防水混凝土养护要求）。②顶板混凝土浇捣完成，待其终凝后，6小时内严禁浇水养护，以免出现起皮、起灰现象；8～12h内（实际时间视终凝情况而定），用薄膜覆盖严密，面层加盖两层麻袋进行保温、养护，保证混凝土处在足够湿润状态。待3～4d后，确认混凝土核心温度高峰期过去，再进行正常洒水养护至14d（满足UEA防水混凝土养护要求）。
４配料设计
４.1原料选配。①水泥：采用P42.5普通硅酸盐水泥和高效混凝土掺合料，其质量应符合GB175－1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》和GB/T18736-2002《高强高性能混凝土用矿物外加剂》的相关要求。也可采用其他密度较大、耐热性能好、低水化热的水泥。②重晶石碎石、重晶石砂：表观密度要求在4300kg/m3以上，其BaSO4含量不低于90%，内含石膏或黄铁矿的硫化物及硫酸化合物不超过7％，碎石含泥量≤1％。③拌合用水：混凝土拌合用水应符合JGJ63-89《混凝土拌合用水标准》的相关要求。③外加剂：泵送剂和膨胀剂质量应符合GB50119－2003《混凝土外加剂应用技术规程》的相关要求。
４.2重晶石混凝土配合比设计。经过原材料优选，主要参照GB50119－2003《混凝土外加剂应用技术规程》和JBJ/T55-2000、J64-2000《普通混凝土配合比设计规程》的相关规定进行配合比设计。其中应用比广泛的配合比设计如下：①每立方米胶凝材料总用量控制在最大水泥用量以内；考虑地下结构防水要求和有利于大体积混凝土抗裂，采用UEA-E型膨胀剂（内掺10％）和高效混凝土掺合料（内掺50％）等量取代水泥。②砂率按43%、掺泵送剂、经多次试配试验后确定最优配合比。
5质量控制
为确保重混凝土对射线防护的有效性，关键是保证混凝土成型密实、均匀，表观密度、和构件厚度符合设计要求；防护墙上预留孔洞、套管采用折线穿墙；结构施工缝的特殊处理。
５.１防辐射重晶石混凝土施工严格执行GB50164－92《混凝土质量控制标准》、GB/T14902-2003《预拌混凝土》及该标准中引用的有关标准，混凝土质量评验按GBJ81－85及GBJ107－87之有关要求评定。
５.２钢筋、模板、防水等分项工程施工严格执行现行国家、行业标准及标准中引用的其他有关标准，并按各分项工程的验收标准达到验收合格。
５.３按质量、环境与职业健康安全三位一体管理体系的要求进行全过程有效控制。执行标准：ISO9001:2000 idt GB/T19001-2000和ISO14001:1996 idt GB/T24001-1996及GB/T28001-2001。并建立搅拌站生产作业和现场生产作业质量控制体系和制度。
５.４为预防大体积重晶石混凝土的开裂，应采取以下措施：①采用低水化热水泥和掺合料，夏季施工可采用井水或冰水拌和混凝土，对骨料进行覆盖降温，从而有效降低混凝土的入模温度。②经过对核心温度计算和内外温差分析，采用有效的保温养护措施，延缓混凝土表面的降温速度；必要时预埋蛇型管，采用循环水降低混凝土核心温度（以后采用重晶石砂浆压力注浆填实）。③优化配合比设计，控制骨料质量和含泥量及水灰比，混凝土表面做好二次抹平压实工序。④采取对底板基层压光或增加滑动层等降低结构边缘约束措施。⑤就结构本身而言，针对其相应薄弱部位及应力集中部位要采取有效的加强措施；外露结构表面应增加细而密的温度筋网片；水平施工缝适当增加插筋。⑥采取有效的温度测量与控制措施。混凝土浇捣后，采用在混凝土体内不同部位及深度预埋测温孔的办法，用温度计进行测量。发现偏差立即采取有效处理措施纠偏，直至达到预定控制范围。养护完成后，测温孔采用重晶石混凝土封堵密实。
6专项验收
６.１检测防辐射结构重晶石混凝土的表观密度和防护结构构件（防护墙、顶板）的厚度，要求符合劳动卫生职业病防治所针对每个建设项目所作的关于《建设项目电离辐射职业病危害预评价报告》的相关分析、评价及设计和验收要求；同时在全套建筑施工资料齐全并具备土建验收要求的基础上，进行防辐射专项验收。
６.２在防辐射结构整体项目完成，并将原设计采用的辐射源项全部安装到位后，采用专业检测设备对建筑环境背景值进行检测。检测合格整体验收后，出具相关专项验收证明方可投入使用。
６.３要遵守防辐射结构建设项目实施的相关专项验收法律、法规、规章、标准和文件。
参考文献
1常旗.重晶石防辐射混凝土现浇结构施工[J].建造师，2009.6：52~53
2张帆.防辐射厚大重晶石现浇混凝土结构施工工法[J].中国科技纵
横，2009.12：12~13
3石诚等.重晶石防辐射混凝土在医疗建筑工程中的应用[J].工程建
设与设计，2009.10：42~43
4GB50204-2002.混凝土结构工程施工及验收规范[S]
【关键词】 重晶石防辐射混凝土；施工工艺；专项验收
【中图分类号】 TU755.3 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123（2010）04-017-02
１工艺原理
重晶石混凝土采用密度大，含结合水多的重晶石碎石、重晶石砂等粗细骨料（主要成分为BaSO4、2H2O），以普通水泥作为胶凝材料，同时加入水、外加剂按一定配合比拌合形成防辐射混凝土。其表观密度大（ρ＝2.5～7.0×103kg/m3），对X射线和γ射线防护性能好；骨料中有大量的结合水，氢元素含量多，能有效防护中子流。重晶石混凝土现浇入模成型后与钢筋骨架共同形成具有特殊防辐射性能的混凝土结构。
通过优选原材料和科学的配合比设计；确保混凝土在拌合和成型过程防止离析、保持均匀、成型密实；控制大体积混凝土温度裂缝；以及施工缝的特殊处理。从而保证结构混凝土的表观密度和结构构件厚度符合设计要求，达到设计的防辐射效果。
2工艺流程
钢筋绑扎及模板支设→重晶石混凝土的制备→重晶石混凝土的运输→重晶石混凝土的现场泵送→重晶石混凝土的现场浇捣→重晶石混凝土成型后的拆模、养护。
3操作要点
３.1模板工程的施工及验收。模板工程施工及验收时，应严格执行《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002第二章规定，并注重以下几个方面：①模板支承系统进行了详细的专项设计，荷载考虑了支模体系、混凝土自重、泵送堆载、施工荷载和震动器的振动荷载，确定方案后再进行支模系统验算。②防护墙模板拆模后，挖掉衬模垫片并吹断螺杆，用重晶石水泥砂浆补眼抹光。③主防护墙、板上不能预留孔洞和线管，副防护墙、板不能按常规留设直线型穿墙孔洞或套管，而必须采用折线穿墙；预留洞口宽度≥500mm时，洞口周边预埋不锈钢板；所有预留套管均出墙面150mm。其套管制作、安装均应考虑浇捣混凝土时同一断面有重晶石混凝土通过，避免出现蜂窝、孔洞。
３.2重晶石混凝土在制备与运输。在重晶石混凝土在制备与运输时应遵循以下原则：①采用矿区样品按规定送检合格后，备足材料，进场后分区堆放，按规定取样送检，重晶石碎石、重晶石砂每200m3取样一次，进行级配分析和表观密度检测，经检验合格方可使用。并定时校验自动计量装置，控制投料误差在规定的范围内。②严格控制投料顺序、单盆搅拌量、搅拌时间、出厂坍落度、入泵坍落度，并按规定留设试块。③采用专车运输供应；每车装料时，罐体要高速搅拌，运输途中低速搅拌，防止混凝土离析；装载运输量控制在普通混凝土的60～65%；供应速度应保证混凝土连续施工要求；还应考虑备用的运输路线和停水、停电及设备故障等应急措施。
3.３重晶石混凝土的泵送与浇捣。重晶石混凝土骨料重，易离析，采用泵送工艺输送。通过相关措施，保证结构大批量重晶石混凝土成功泵送。其中，比较常用且有效的方法如下：①采用功率较大的输送泵，尽量使混凝土沿水平输送，主管控制在100m以内。严格控制重晶石混凝土的质量，进场的每车混凝土必须经目测无离析，现场实测坍落度符合要求后，才能入泵。②鉴于重晶石混凝土的泵送具有一定的难度，现场泵送施工时，一定要根据现场情况先进行有针对性的泵送试验；成功后再组织浇筑作业。③防护结构采取分段施工，先底板，再墙体，后顶板。底板、顶板厚度≤800mm时，采用斜面分层的浇捣方法进行浇捣；平板厚度超过0.8～1.0m时，在满足结构设计及劳卫所防护设计要求的前提下，综合采用整体平面分层和斜面分层的方法。④混凝土应连续浇筑，一般不应留设水平施工缝；必须留设时，留设位置严格按GB50204-2002规范和设计要求执行；同时应留凹凸形或波浪形的施工缝，不允许留设平缝，以确保防辐射效果；地下结构还应按设计要求加设止水钢板。
３.4大体积重晶石混凝土的养护。①墙板混凝土浇捣后,进行带模养护不少于7d；拆模后挂两层麻袋严密覆盖，继续保温，同时洒水养护至14d（满足UEA防水混凝土养护要求）。②顶板混凝土浇捣完成，待其终凝后，6小时内严禁浇水养护，以免出现起皮、起灰现象；8～12h内（实际时间视终凝情况而定），用薄膜覆盖严密，面层加盖两层麻袋进行保温、养护，保证混凝土处在足够湿润状态。待3～4d后，确认混凝土核心温度高峰期过去，再进行正常洒水养护至14d（满足UEA防水混凝土养护要求）。
４配料设计
４.1原料选配。①水泥：采用P42.5普通硅酸盐水泥和高效混凝土掺合料，其质量应符合GB175－1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》和GB/T18736-2002《高强高性能混凝土用矿物外加剂》的相关要求。也可采用其他密度较大、耐热性能好、低水化热的水泥。②重晶石碎石、重晶石砂：表观密度要求在4300kg/m3以上，其BaSO4含量不低于90%，内含石膏或黄铁矿的硫化物及硫酸化合物不超过7％，碎石含泥量≤1％。③拌合用水：混凝土拌合用水应符合JGJ63-89《混凝土拌合用水标准》的相关要求。③外加剂：泵送剂和膨胀剂质量应符合GB50119－2003《混凝土外加剂应用技术规程》的相关要求。
４.2重晶石混凝土配合比设计。经过原材料优选，主要参照GB50119－2003《混凝土外加剂应用技术规程》和JBJ/T55-2000、J64-2000《普通混凝土配合比设计规程》的相关规定进行配合比设计。其中应用比广泛的配合比设计如下：①每立方米胶凝材料总用量控制在最大水泥用量以内；考虑地下结构防水要求和有利于大体积混凝土抗裂，采用UEA-E型膨胀剂（内掺10％）和高效混凝土掺合料（内掺50％）等量取代水泥。②砂率按43%、掺泵送剂、经多次试配试验后确定最优配合比。
5质量控制
为确保重混凝土对射线防护的有效性，关键是保证混凝土成型密实、均匀，表观密度、和构件厚度符合设计要求；防护墙上预留孔洞、套管采用折线穿墙；结构施工缝的特殊处理。
５.１防辐射重晶石混凝土施工严格执行GB50164－92《混凝土质量控制标准》、GB/T14902-2003《预拌混凝土》及该标准中引用的有关标准，混凝土质量评验按GBJ81－85及GBJ107－87之有关要求评定。
５.２钢筋、模板、防水等分项工程施工严格执行现行国家、行业标准及标准中引用的其他有关标准，并按各分项工程的验收标准达到验收合格。
５.３按质量、环境与职业健康安全三位一体管理体系的要求进行全过程有效控制。执行标准：ISO9001:2000 idt GB/T19001-2000和ISO14001:1996 idt GB/T24001-1996及GB/T28001-2001。并建立搅拌站生产作业和现场生产作业质量控制体系和制度。
５.４为预防大体积重晶石混凝土的开裂，应采取以下措施：①采用低水化热水泥和掺合料，夏季施工可采用井水或冰水拌和混凝土，对骨料进行覆盖降温，从而有效降低混凝土的入模温度。②经过对核心温度计算和内外温差分析，采用有效的保温养护措施，延缓混凝土表面的降温速度；必要时预埋蛇型管，采用循环水降低混凝土核心温度（以后采用重晶石砂浆压力注浆填实）。③优化配合比设计，控制骨料质量和含泥量及水灰比，混凝土表面做好二次抹平压实工序。④采取对底板基层压光或增加滑动层等降低结构边缘约束措施。⑤就结构本身而言，针对其相应薄弱部位及应力集中部位要采取有效的加强措施；外露结构表面应增加细而密的温度筋网片；水平施工缝适当增加插筋。⑥采取有效的温度测量与控制措施。混凝土浇捣后，采用在混凝土体内不同部位及深度预埋测温孔的办法，用温度计进行测量。发现偏差立即采取有效处理措施纠偏，直至达到预定控制范围。养护完成后，测温孔采用重晶石混凝土封堵密实。
6专项验收
６.１检测防辐射结构重晶石混凝土的表观密度和防护结构构件（防护墙、顶板）的厚度，要求符合劳动卫生职业病防治所针对每个建设项目所作的关于《建设项目电离辐射职业病危害预评价报告》的相关分析、评价及设计和验收要求；同时在全套建筑施工资料齐全并具备土建验收要求的基础上，进行防辐射专项验收。
６.２在防辐射结构整体项目完成，并将原设计采用的辐射源项全部安装到位后，采用专业检测设备对建筑环境背景值进行检测。检测合格整体验收后，出具相关专项验收证明方可投入使用。
６.３要遵守防辐射结构建设项目实施的相关专项验收法律、法规、规章、标准和文件。
参考文献
1常旗.重晶石防辐射混凝土现浇结构施工[J].建造师，2009.6：52~53
2张帆.防辐射厚大重晶石现浇混凝土结构施工工法[J].中国科技纵
横，2009.12：12~13
3石诚等.重晶石防辐射混凝土在医疗建筑工程中的应用[J].工程建
设与设计，2009.10：42~43
4GB50204-2002.混凝土结构工程施工及验收规范[S]