防辐射混凝土施工方法

发布时间：2025-10-09

防辐射混凝土施工方法
防辐射混凝土（又称屏蔽混凝土）是用于核辐射防护工程的核心材料，通过高密度骨料（如重晶石、铁矿石）或添加防辐射添加剂（如硼、锂化合物），实现对γ射线、中子射线等的有效屏蔽。其施工需围绕“高密实度、低收缩、无裂缝、整体性”等关键要求展开，具体施工流程与要点：
一、施工准备
1. 材料验收与检验
骨料：重晶石（硫酸钡含量≥90%、表观密度≥4100kg/m³）、铁矿石（表观密度≥3700kg/m³）等骨料需满足GB/T 50557《重晶石防辐射混凝土应用技术规范》等标准要求；进场时应检验颗粒级配、含泥量（≤1.0%）、泥块含量（≤0.5%）、针片状颗粒含量（≤20%）等指标，避免使用风化或含杂质的骨料。
水泥：优先选用低热水泥（如矿渣硅酸盐水泥）或普通硅酸盐水泥（P·O 42.5级），避免使用早强水泥（易增加水化热）；水泥需放射性检验报告（符合GB 6566《建筑材料放射性核素限量》要求）。
外加剂：选用缓凝减水剂（如聚羧酸系减水剂，减水率≥20%）、防裂剂（如纤维或膨胀剂），降低水泥用量（减少水化热），延缓凝结时间（避免早期裂缝）。
水：采用饮用水（pH值≥7），避免使用海水或含腐蚀性离子的水（防止钢筋锈蚀）。
2. 模板与支撑体系设计
模板选择：墙体模板采用14-18mm厚胶合板（或钢模板），竖向背楞用60×60mm方钢（间距300mm），横向背楞用10槽钢（间距600mm）；顶板模板采用14mm厚双层胶合板，支撑体系用承插型盘扣式钢管脚手架（立杆间距0.3-0.6m，步距1.5m），确保模板刚度（防止混凝土侧压力导致变形）。
对拉螺栓构造：墙体对拉螺栓需采用“三节式”快拆螺杆（中间段为PVC套管），避免直通螺栓形成射线泄漏通道；螺杆间距≤450mm（墙体厚度≤1.8m时），外套直径≥20mm的PVC管（防止水泥浆渗入）。
3. 技术交底
组织施工人员学习设计图纸、《防辐射混凝土施工规范》（如GB/T 34008-2017）及专项施工方案，明确以下要点：防辐射混凝土的配合比要求、浇筑顺序（斜面分层）、振捣方法（避免离析）、温度控制（防止裂缝）、模板加固要求（防止变形）。
二、配合比设计与制备
1. 配合比设计原则
高密度：通过添加重晶石骨料（替代普通骨料），使混凝土干表观密度≥2800kg/m³（满足屏蔽γ射线的密度要求）；若需屏蔽中子射线，需添加含氢材料（如粉煤灰、硅灰）或硼化合物（如硼砂）。
低水化热：选用低热水泥（如矿渣水泥），减少水泥用量（≤300kg/m³）；掺入粉煤灰（F类Ⅰ级，掺量10%-20%）、矿渣粉（S95级，掺量15%-25%），降低水化热峰值（减少温度裂缝）。
高流动性：坍落度控制在180±20mm（泵送施工），避免离析（粗骨料下沉导致密度不均）；用水量≤180kg/m³（减少水泥用量）。
防裂性：掺入膨胀剂（如UEA，掺量8%-12%）或纤维（如钢纤维，长径比200-300），补偿混凝土收缩（减少早期裂缝）。
2. 制备工艺
搅拌设备：采用强制式搅拌机（容量≥3m³），确保骨料、水泥、外加剂混合均匀。
搅拌顺序：先加入粗骨料→细骨料→水泥→粉煤灰→外加剂→水，搅拌时间≥35s（避免过长时间搅拌导致骨料破碎）。
质量控制：每盘材料误差：水泥≤1%、骨料≤2%、水≤1%、外加剂≤0.5%；每工作班至少制作2组试件（检测坍落度、密度、强度）。
三、模板工程
1. 模板安装
墙体模板：按设计位置安装模板，用对拉螺栓加固（间距≤450mm）；模板底部与基层用1:2水泥砂浆密封（防止漏浆）；模板顶部用胶带封闭（防止混凝土浇筑时溢出）。
顶板模板：按标高铺设模板，用可调顶托调整支撑高度（确保模板平整度≤3mm/2m）；模板拼接处用密封条密封（防止漏浆）。
模板加固：墙体模板用钢管斜撑（间距1.5m）固定，顶板模板用水平拉杆（间距1.2m）连接，确保模板体系稳定（承受混凝土侧压力时不发生变形）。
2. 模板拆除
墙体模板：混凝土强度达到1.2MPa（约浇筑后24小时）时，拆除侧模（避免过早拆除导致模板变形或混凝土表面受损）；拆除时用撬棍轻轻撬动，避免碰伤混凝土表面。
顶板模板：混凝土强度达到设计强度的75%（约浇筑后3-5天）时，拆除顶板模板；拆除时按“先支后拆、后支先拆”的顺序进行，避免模板坍塌。
四、混凝土浇筑
1. 浇筑前准备
基层处理：清理模板内的杂物、油污，用水冲洗干净并晾干；在基层上弹出墙体、顶板的边线（确保浇筑位置准确）。
泵管布置：泵管采用DN150钢管（壁厚≥5mm），沿墙铺设（避免弯曲过多）；泵管接头用密封圈密封（防止漏浆）；泵管外用湿麻袋覆盖（降低混凝土温度）。
混凝土运输：采用混凝土搅拌运输车（容量≥10m³），运输时间≤1小时（避免混凝土初凝）；运输过程中每30分钟搅拌一次（防止混凝土离析）。
2. 浇筑工艺
浇筑顺序：采用“斜面分层、薄层浇筑、循序渐进”的方法（如墙体从一端向另一端浇筑，每层厚度≤500mm）；顶板从一端向另一端浇筑，避免出现施工冷缝。
振捣要求：用插入式振捣器（功率≥1.1kW）振捣，振捣棒插入下层混凝土50-100mm（确保上下层结合密实）；振捣时间15-20s（以混凝土表面出现浮浆、不再下沉为准）；避免过振（导致骨料下沉、混凝土离析）或漏振（导致蜂窝、孔洞）。
泌水处理：浇筑过程中，混凝土表面的泌水用潜水泵排出（避免泌水积聚导致混凝土强度降低）；若混凝土坍落度过大（＞220mm），需加入适量干水泥（调整坍落度至设计范围）。
五、温度控制与养护
1. 温度控制
测温点布置：在墙体、顶板的中心和表面布置测温点（间距≤2m），用温度传感器（精度≥0.5℃）实时监测温度；测温从混凝土浇筑后1小时开始，每2小时一次（直至温度稳定）。
温度控制指标：混凝土内部最高温度≤60℃（避免温度裂缝）；内外温差≤25℃（防止表面裂缝）；降温速率≤2℃/d（避免温度骤降导致裂缝）。
降温措施：若内部温度过高，可在混凝土内部埋设冷却水管（DN25钢管，间距1m），通入循环冷水（水温≤20℃）降温；表面覆盖塑料薄膜+湿麻袋（保持混凝土表面湿润，降低表面温度）。
2. 养护方法
养护时间：混凝土浇筑后24小时内开始养护（避免早期失水）；养护时间≥14天（大体积混凝土≥28天）。
养护方式：墙体用塑料薄膜覆盖（防止水分蒸发），表面喷水保持湿润（每天≥3次）；顶板用湿麻袋覆盖（厚度≥20mm），定期浇水（保持麻袋湿润）；冬季施工时，覆盖岩棉被（保温，避免受冻）。
六、施工缝处理
1. 施工缝留设
墙体：标高±0.00~+3.15m范围内的墙体需一次性连续浇筑（避免设置水平施工缝）；若需留设施工缝，应留在墙体中部（高度≤1/3墙高），并用钢板网（孔径≤5mm）分隔（防止混凝土流失）。
顶板：顶板需一次性连续浇筑（避免设置施工缝）；若因特殊情况需留设，应留在梁、柱节点处（减少射线泄漏风险）。
2. 施工缝处理
清理：施工缝处的松散混凝土、浮浆需凿除（直至露出坚实的混凝土表面），用水冲洗干净并晾干。
界面处理：在施工缝表面涂刷界面剂（如水泥基渗透结晶型防水涂料），增强新旧混凝土的粘结力（防止施工缝成为射线泄漏通道）。
浇筑要求：施工缝处浇筑混凝土前，先铺一层10-15mm厚的同配比水泥砂浆（提高新旧混凝土的结合强度）；振捣时，振捣棒插入施工缝50-100mm（确保结合密实）。
七、质量控制与验收
1. 质量控制要点
材料检验：每批水泥、骨料、外加剂进场时，需检验放射性、密度、含泥量等指标（符合GB/T 34008-2017等标准要求）。
配合比检验：每工作班至少检验1次配合比（检查水泥、骨料、外加剂的用量误差）。
混凝土性能检验：每100m³混凝土制作1组试件（检测立方体抗压强度、密度、坍落度）；密度检验需用容重筒（容量≥10L）测量（确保干表观密度≥2800kg/m³）。
温度检验：每工作班至少检验2次温度（监测内部温度、表面温度、内外温差）。
2. 验收要求
外观检查：混凝土表面应平整、密实，无蜂窝、孔洞、裂缝（宽度≤0.2mm）、露筋等缺陷；施工缝处应平整、无错台。
性能验收：混凝土强度需满足设计要求（C20-C40）；密度需≥2800kg/m³（屏蔽γ射线）；防辐射性能需通过检测（如γ射线透射率≤10^-6，符合GB 50752-2012《电子辐射工程技术规范》要求）。
资料验收：需材料检验报告、配合比报告、温度监测记录、试件强度报告、施工记录等资料（确保施工过程符合规范要求）。