防辐射混凝土施工技术

来源:www.xiangdang.net上传者:xiuluo886时间:2012/6/23

防辐射混凝土施工技术
  一、引言
  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,公司在建的无损检测分公司放射源库就采用了重晶石防辐射混凝土作为防护结构。关于防辐射混凝土,我们还没有该方面的工程经历,无现成的经验可以借鉴,经过一段时间的技术准备,查阅相关技术资料,我最终对该特种混凝土的施工有了一定的了解,现就自己的学习成果及浅见进行总结,与大家进行交流学习,不足之处望多提宝贵意见。
  二、工艺原理
  重晶石混凝土采用密度大,含结**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,源库要求为3.2kg/m3),对X射线和γ射线防护性能好;骨料中有大量的结**,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。
  三、施工要点
  由于防辐射混凝土的密度、厚度比普通混凝土大,模板及其支撑体系必须具有足够的承载能力、刚度和稳定性。
  防辐射混凝土中所有的固定在模板上的预埋件、预留孔和预留洞不得遗漏,且应安装牢固,严禁事后开凿混凝土。
  由于穿越墙板的空洞、预埋套管及其与混凝土结合处是整个防辐射体系的最薄弱环节,处理不当会造成射线泄露。所有穿墙洞口、管线孔洞形式不能直通,应采用折线处理,形成迷路,必要时埋设铅板进行补强。
  为防止辐射泄漏,模板对拉螺栓不得直通。对拉螺栓采取在螺栓上焊2片止水片(具体视墙体厚度和防辐射要求而定),止水片一般取100mm×100mm×5mm的钢片并且双面满焊,在端部套橡胶塞,墙体侧模拆除后,再把橡胶塞起出来,将外露的螺栓烧掉,然后用重晶石水泥砂浆补眼抹光。
  防辐射混凝土的密度越大,其屏蔽效果越好,在配合比设计时应充分考虑混凝土的表观密度和密实程度,施工过程中混凝土要连续浇筑,采用合理的浇筑方案和振捣措施保证混凝土的密实度。
  生产混凝土时,可采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石搅拌工艺,以减少泌水,提高混凝土的强度。这样可以有效地防止水分向石子与水泥砂浆界面的集中,使硬化后的界面过渡层的结构致密,粘结加强,从而使混凝土强度提高10%左右,也提高了混凝土的抗拉强度和极限拉伸值。
  大体积混凝土要采用底水化热水泥,选择浇筑方案时尽量扩大浇筑面积,加快水化热的释放,必要时采取降温措施;经过振捣和粗骨料沉积,一般大体积混凝土设计标高表面处水泥浆较厚,如不处理,易导致干缩裂缝。在混凝土初凝前用铁滚筒碾压二遍,再用木抹子搓平、压实,三次成活,防止混凝土表面龟裂。
  在施工缝处增加三道铅板或钢板止水带,一般可采用厚3mm~4mm宽400mm的折形钢板,防止射线泄漏,底板与墙体混凝土施工缝易高出底板200mm~300mm。
  防辐射混凝土的养护非常关键,要求也比较严格。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)。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。之后视情况正常洒水养护至14d(满足UEA防水混凝土养护要求)。
  四、材料要求及配合比设计
  按防辐射混凝土的要求,宜选用水化热较低的普通硅酸盐水泥,从优化混凝土配合比,减少水化热的角度考虑,在保证混凝土质量的前提下,应尽可能减少水泥用量,一般不超过250kg/m3。应符合国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175等的规定。
  外加剂主要加缓凝剂、高效减水剂,延长混凝土的初终凝时间,减少混凝土单位用水量,增加混凝土的致密性,也可以使水泥水化热放热速度减慢,延迟混凝土温峰的出现,有利于混凝土温度的控制。
  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%。
  细骨料采用中砂,细度模数为2.4~2.9,通过0.315mm筛孔不小于15%,含泥量不大于2%,建议不大于1%,同时符合国家现行标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGJ52的规定。
  在混凝土中加入一定量的粉煤灰或磨细矿渣(部分替代水泥),掺量通过配合比设计、试验确定,以改善混凝土的抗裂性能。粉煤灰或磨细矿渣应符合国家现行标准《粉煤灰混凝土应用技术规程》GBJ146、《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596的规定。
  含泥量大的砂石容易引起混凝土收缩开裂,故在选材时对含泥量应严格控制。防辐射混凝土的粗骨料的含泥量控制在1%以内,理想状况不超过0.5%,块泥含量控制在0.2%以内;细骨料的含泥量控制在2%以内,理想状况不超过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,砂率按43%,水灰比控制在0.48~0.52范围内,经多次试配试验后确定最优配合比。
  五、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;结构施工缝要特殊处理。
  在夏季施工时,采用低水化热水泥和掺合料,采用井水拌和混凝土,对骨料进行覆盖降温,从而有效降低混凝土的入模温度。
  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。
  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。
  六、防辐射专项验收
  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。
  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。
  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。
  
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