工地试验室混凝土配合比设计步骤，超厚防辐射混凝土墙施工缝设置

来源：网络浏览：22 2022-11-05 17:00:01

随着核工业技术的发展和技术的进步，放射性同位素在工业探伤、医疗检验、科研试验等各方面的应用越来越广泛，用于医疗检验的x相机、CT和核磁共振等医疗设备广泛应用于现代化医疗体系，设备使用过程中不可避免地会出现放射性辐射泄漏，无论是哪一种普通容重的水泥混凝土具有一定的防护效果，但混凝土厚度不应小于2m，混凝土内墙必须安装二次铅板。目前多采用全重晶石粗细骨料或复合骨料制成的重晶石防辐射混凝土，将混凝土表观密度提高到2800~3600kg/m或3600kg/m以上5个密度等级，实现不同辐射条件下的有效防护。

某院综合楼工程硐室底板厚度700mm，CT大厅为钢筋混凝土厚壁厚板结构墙体厚度1.5~2.2m，硐室顶板板厚1.5m，局部厚度2.2m，混凝土设计强度等级为C35，防渗等级为P6，大

考虑到防辐射要求，设计中要求采用重晶石混凝土，混凝土表观密度等级为5级，即容重在2800~3000kg/m之间，同时由于该重晶石混凝土需要泵送工程的实际情况，文中选用重晶石混凝土

原材料的选用及配合比设计1.1原材料考虑重晶石混凝土的特殊性能要求和经济性原则，初步选用原材料。 PO42.5普通硅酸盐低热水泥，初凝时间185min，终凝时间410min，3d抗压强度21.5MPa，28d抗压强度48.9MPa，水胶比表面积345m/kg；电厂级粉煤灰，需水量比为102%，28d抗压强度比为73.1%； S95级磨细矿渣粉，比表面积430m/kg；重晶石粗骨料5~20mm，BaSO4含量85%，表观密度4180kg/m；重晶石细骨料，细度模数2.91，BaSO4含量85%，表观密度4150kg/m；中砂，细度模数2.54，表观密度2680kg/m； 5~20mm连续级配碎石，表观密度2710kg/m；聚羧酸系高效减水泵送剂，减水率25%；饮用水。

1.2配合比设计考虑防辐射混凝土设计密度等级为5级，容重在2800~3000kg/m之间，混凝土表观密度要求不是很高，骨料不必全部采用重晶石，同时全部采用重晶石骨料即为混凝土在混凝土配合比设计过程中采用固定江砂与重晶石的体积比为3:7，通过调节不同体积比例( 10:0、8:2、6:4、5:5、4:6、2:8、0:10 )的碎石与重晶石粗骨料的复配比例

重石混凝土配合比设计见GB/T50557-2010 《重晶石防辐射混凝土应用技术规范》和JGJ55-2011 《普通混凝土配合比设计规程》，基准混凝土配合比为混凝土生产厂家常用C35配合比，胶凝材料用量为420kg/m。考虑到大体积混凝土配制过程中要求第一绝热温升的要求，采用矿粉与粉煤灰配合技术，尽量采用初期固定泵送剂的方法，其中泵送剂为缓凝型产品，通过调节泵送剂中的增稠成分来调节混凝土的工作性能具体试验用配合比见表1。

1.3试验方法轻混凝土试验方法参照GB50080-2016 《普通混凝土拌合物性能试验方法》进行，分别测定混凝土的坍落度及坍落度，同时测定混凝土1h坍落度随时间的损失、混凝土的抗坍落度性能采用100mm100mm100mm立方体混凝土试件，试件成型后标准养护24小时拆除，然后将试件移入标准恒温恒湿养护箱内养护至规定龄期后进行抗压强度试验。

试验结果和分析

系列试验的结果如表2所示。

由表2可知，随着重晶石粗骨料掺入比例的增加，混凝土的坍落度受到影响，这是因为重晶石骨料中含有石粉，重晶石骨料有一定的吸水性能，使得坍落度、1h坍落度的损失受到不同程度的影响，同时新混凝土的坍落度也受到影响

随着混凝土重晶石粗骨料用量的增加，混凝土的可泵性影响程度比较明显，当混凝土中重晶石粗骨料与普通碎石骨料的比例超过50%后，混凝土出现不同程度的离析泌水状况，但泵送液中的增稠成分要进行调整因此，没有进行进一步的试验研究，当混凝土中重晶石粗骨料与普通碎石骨料的比例为5:5时，只按0#~4#配合比进行了调整研究，以保证混凝土的泵送性良好，不发生偏析和泌水。

试验结果表明，随着重晶石粗骨料用量的增加，混凝土强度有规律地降低，可能是因为重晶石粗骨料的破碎指标为15.6%，比本研究所用普通碎石骨料高近1倍。另外，从混凝土破碎后的试件截面可以看出重晶石骨料有不同程度的骨料破损。但对强度的影响程度仍在APP沟通的允许范围内，尤其是配合量较小时。

新拌混凝土湿容重和干表观密度均随重晶石骨料掺量的增加而增加，当混凝土中重晶石粗骨料与普通碎石骨料的比例为4:6时，干表观密度可达2895kg/m，工程设计所需密度等级为5级，容重为2885 考虑混凝土工程造价经济性原则，在实际工程中按3#配合比进行工程施工。

采用工程混凝土于10月中旬浇筑，工程中混凝土泵送性能良好，基本未出现严重偏析和泌水现象，混凝土整体结构密实度和均匀性良好。施工前预埋代表性结构部位断面温度传感器监测点40多个，检测混凝土浇筑后底部中央和墙、板表面温度。混凝土墙体和顶板采用模板和保温层覆盖相结合的保温方式提高了表层温度。根据现场实时温度数据，指导保温养护工作，保证混凝土内部最高温度和表层温度始终在规范规定的表里温差25以内。同时，采用长效保温保湿养护方式，控制混凝土内部降温速度为1.5/d，延长养护龄期，提高混凝土抗拉强度，避免了大体积混凝土内表面温差引起的表面温度裂缝和降温速度过快引起的结构温度裂缝。

结语对于密度等级为5级的防辐射混凝土，可以考虑采用重晶石粗细骨料与普通混凝土砂砾复配的方式进行混凝土配合比设计，在满足防辐射混凝土密度等级要求的前提下，可以降低工程造价。重晶石骨料的使用会引起混凝土的泵送作业性、强度等的降低，应通过配合比设计研究确定合适的掺量，或通过调整外加剂成分减少重晶石骨料可能发生的偏析和泌水，降低水胶比来达到混凝土设计强度的目标防辐射混凝土多为大体积混凝土，施工中应注意温控工作，避免大体积混凝土出现温度裂缝。

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