辐照实验室防辐射混凝土施工_论文发表__墨水学术,论文发表,发表

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:111

副标题#e#
　　辐照实验室防辐射混凝土施工
　　罗红梅李茂富
　　（湖北省农业科学院，武汉430064）
　　钴60辐照装置是辐射加工技术和射线应用科研工作的主要工具之一。近年来辐照技术应用广泛。射线系由波长很短，能量很大的光子所组成，是一般可见光光子能量的几十万倍，具有很大的穿透性，为防御辐射线，在辐照装置的建设中，必须考虑确保运行人员和周围环境的安全。除要求有设计完善的安全联锁控制操作系统外，关键在于建筑物应有足够的防辐射的屏蔽厚度和屏蔽质量，建造强钴辐照装置一般均采用水井贮源式，钢筋混凝土建筑作为屏蔽防护。
　　湖北省农科院辐照实验室是以钢筋混凝土建筑作屏蔽防护的综合辐照装置，设计总装钴副射源为1.85×1016Bq(50万居里)。建筑面积1200㎡，其中辐照室是辐照实验室的主体工程，平面尺寸为16m×18m，室内净钢筋混凝土板厚1.6m，迷道宽1.3m，其两边钢筋混凝土墙厚1.2m。基础采用钢筋混凝土整板厚0.7m。设计混凝土等级为C20，混凝土总量1500m3。本工程具有一般大体积混凝土的特点，且要求防辐射。本文介绍为保证防辐射屏蔽质量而采取的技术措施。
　　1正确设置施工缝
　　1.1设置施工缝的目的
　　本工程设计要求混凝土一次连续均匀浇筑，不能留施工缝，不允许产生各种裂缝，工程竣工后必须保证无射线穿透、泄漏。但基础、墙身和屋顶板一次连续均匀浇筑完成，难度很大，一是工期长，施工组织次数多，钢筋易受污染，上层后浇混凝土受下层先浇混凝土的约束产生裂缝；二是混凝土量大，要在下层混凝土初凝前浇筑上层混凝土，浇捣时间长不能及时覆盖而产生人为的施工冷缝。为此，将混凝土一次浇筑改为按一定的部位分层设置施工缝的方案。
　　1.2施工缝的部位
　　设置施工缝后，如处理不当可能会有少量的散射向外泄漏。为此除在技术上采取措施外，须考虑施工缝设置的部位。装置辐射源钴60的源架最高位在4m处，在此处以上设置施工缝较为适宜，即使有泄漏也是经过多次散射以后的微量辐射，这些微量辐射不会对环境和外界人员活动及运行操作人员的安全产生影响。故将施工缝位置定于墙顶屋盖底4.5m处，其他均在6.1m处，以便分层浇筑，流水施工。
　　1.3施工缝的处理办法
　　根据射线理论和计算结果，将施工缝设置成2个台阶企口缝，台阶高差为400mm。浇灌时先清除水泥薄膜、松动石子及软弱混凝土层，并充分湿润和冲洗干净，抹15mm厚矿渣水泥砂浆1层，以保证防辐射混凝土施工缝质量。
　　2降低混凝土水化热的措施
　　2.1选用低发热量的水泥
　　水泥品种和用量对混凝土水化热有直接影响。采用C3S和C3A含量低的低热水泥，可使混凝土水化温度降低18%左右，掺有活性混合材的矿渣水泥能使含量相应减少，另外混合材中的活性SiO2AI2O3Ca(OH)2作用时的放热慢而低，可减少大体积混凝土的膨胀与收缩作用，减少裂缝的可能。降低水泥用量也可以减少混凝土的温升。根据防辐射混凝土的要求，选用武汉325号矿渣水泥。经多次试验，在下降低混凝土强度的前提下，使水泥用量从355Kg/m3减少到310Kg/m3，约减少45Kg/m3，从而使混凝土内部温度降低了6.2℃。
　　2.2掺用减水剂
　　本工程防辐射混凝土施工中选用M型木质素磺酸钙减水剂，其掺量为水泥重量的0.25%，可使混凝土初凝时间处长3～4h，推迟水化热放热峰时间约8h，降低水化热温升3℃。由于外加剂的缓凝作用，施工时按每层25cm厚的薄块进行浇筑，保证了工程质量。
　　2.3混凝土内埋设大块石
　　在防辐射混凝土中埋设大块石，可以降低水泥用量，减少水化热温升，同时也可提高混凝土强度，增加混凝土密度能起到屏蔽r射线的作用。本工程按12%的埋石率预埋大块石，在施工操作中，块石铺设和混凝土浇筑密切配合，按二次振捣法浇筑，确保了块石铺设和混凝土浇筑的质量。
　　3加强混凝土表面保护#p#副标题#e#
　　基础混凝土浇筑完毕后，覆盖3～4层草袋保温养护。此时不浇水养护。因混凝土终凝后，水泥开始水化，产生热量，混凝土浇灌20h后开始出现热峰，3～5d放热量最高，如果此时浇水养护，势必降低混凝土表面温度，加大混凝土内外温差，易引起混凝土早期收缩裂缝。保温养护5～7d后，水化热峰已过，混凝土处于开始降温状态。此时取掉3层草袋，覆盖1层草袋浇水养护7d。
　　在混凝土屏蔽厚墙墙体模板两侧各挂2层草袋，并沿墙模板上部装花眼水管网，屏蔽混凝土浇筑完毕12h后开始21d淋水养护。淋水养护期间模板仍不拆除，模板拆除时间按下式计算：
　　式中——拆模时混凝土内外温差（℃）；
　　——混凝土表面温度，即在表面下10cm处测得的温度（℃）；
　　——拆模时当月室外最低气温（℃）；
　　——混凝土的中心温度（℃）；
　　——混凝土降温后的稳定温度（℃），可取拆模时当月的平均气温；
　　——混凝土收缩当量温差（℃），根据混凝土龄期确定。
　　21d后拆模测得表面下10cm处的温度为12℃，拆模时当月室外最低气温为3℃，测得混凝土的中心温度为15.3℃（即21d时），当月的平均气温为7℃，混凝土收缩当量温差为5.1℃，代入上式得拆模时混凝土内外温差为19.63℃，满足≤[20℃]的拆模条件。
　　屏蔽混凝土厚屋面顶板是混凝土浇筑完毕后，在混凝土表面满盖帆布1层，内装20盏碘钨灯均匀分布于顶板面上加热保温养护7d，以提高混凝土表面温度，减小内外温差。7d后取掉帆布，覆盖2层草袋，沿屋面板四周砌180cm高24cm墙，蓄水养护14d。
　　4防辐射混凝土施工温度控制
　　4.1温度计算
　　425号矿渣水泥，龄期28d水化热为318J/g，单方水泥用量310Kg，混凝土比热0.958KJ/Kg•k,混凝土密度2400Kg/m3，算得绝热温升为43℃。墙体混凝土的最高温度出现在第3天（T3=15.48℃），平均气温7℃，入模温度6.8℃，则混凝土中心最高温度为22.28℃，应采取措施把墙体混凝土温度控制在允许范围内，即不大于20℃。
　　4.2温度监测
　　包括对原材料、混凝土拌合、入模和浇筑温度进行系统监测。混凝土浇筑后，对内部温度监测更为重要，以便针对问题及时处理。
　　墙体沿高度在每1.5m处不同位置布2个测温点，每点在100mm和930mm处埋置热敏触头，用导线引出表面供PN-4c型数字多路巡检测温仪、半导体PN结型传感器测试。
　　4.3实测温度
　　实测温度与计算分析基本一致，为温差预控提供了依据。测试结果表明，最高温度一般在3～5d内出现，最大温差一般出现在6～10d时间内。
　　5施工体会
　　（1）防辐射混凝土的施工重点在施工缝设置和混凝土浇筑两个方面，由于采取减少水泥用量，采用低热水泥，掺入缓凝减水剂，埋设大块石及浇筑后用碘钨灯蓄热、草袋保温养护等措施，降低了由温差引起的变形，防止了裂缝产生。
　　（2）在确保防辐射混凝土满足设计要求的前提下，适当设置施工缝，分部位分段浇灌，对减小混凝土的约束应力，加快热量散发十分有利，有利于减轻材料的供应压力，运输、劳动力和机械也可平衡安排。
　　（3）采用PN-4c型数字多路巡检测温仪、半导体PN结型传感器进行测温，准确、迅速、操作方便，不受外界气温影响，且灵敏度高，能及时反映混凝土内外温差变化。
　　工程竣工后，由湖北省卫生厅、公安厅、环保局、放射防护所等单位对放射防护设施进行现场测试验收，认为符合《放射性同位素与射线装置放射防护条例》及《辐照加工装置放射防护管理规定》等规定和标准的要求，至今已投入运行3年，经多次检查，混凝土墙、层面板等表面未发现裂缝，整个墙体及施工缝未发现射线泄漏。