防輻射混凝土配合比設(shè)計(jì)

防輻射混凝土配合比設(shè)計(jì)摘要：在建筑結(jié)構(gòu)中采用防輻射混凝土，能夠起到對射線進(jìn)行防護(hù)的功能。當(dāng)前隨著防輻射混凝土的應(yīng)用日益廣泛，在原料以及配合比性能工藝參數(shù)的研究上已經(jīng)進(jìn)行了大量的論證，提出了使用沉降系數(shù)作為抗利息防輻射混凝土進(jìn)行評價(jià)指標(biāo)的重要觀點(diǎn)。經(jīng)過研究表明，防輻射混凝土密度大，水化熱較低。在表觀密度上，能夠滿足施工要求，而且采用聯(lián)系及配的方式對粗細(xì)骨料進(jìn)行調(diào)整。在表面密度和骨料的表觀上，通過合理的設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的材料功能體現(xiàn)。針對防輻射混凝土進(jìn)行論證，能夠在實(shí)際應(yīng)用中幫助施工方案得到科學(xué)落實(shí)，同時(shí)增強(qiáng)混凝土的防輻射能力和強(qiáng)度，保證混凝土施工質(zhì)量。關(guān)鍵詞：防輻射；混凝土；配合比當(dāng)前，在工業(yè)領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域等建設(shè)項(xiàng)目中，進(jìn)行防輻射的材料的選取和施工技術(shù)的應(yīng)用是重要環(huán)節(jié)，選取防輻射材料尤為重要。進(jìn)行試驗(yàn)配合比試驗(yàn)之后，在眾多防輻射材料中，混凝土是以力學(xué)性能和耐久性能好、來源廣、便于施工等優(yōu)良特點(diǎn)在工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。研究防輻射混凝土的材料性能，發(fā)現(xiàn)對配置混凝土選用優(yōu)良配料非常關(guān)鍵，所需的水泥、水、外加劑、粗細(xì)集料、活性礦物摻合料進(jìn)行性能研究，通過調(diào)整配合比，方能得到具有優(yōu)良強(qiáng)度的以及優(yōu)良配合比的防輻射混凝土材料。一、關(guān)于防輻射混凝土的相關(guān)理論概述當(dāng)前防輻射混凝土采用的較多的為重晶石防輻射混凝土這種混凝土，在表觀密度上能夠滿足混凝土表現(xiàn)密度要求。例如在與普通混凝土配合使用過程中，重晶石防幅射混凝土，可以選擇重晶石為原材料，參考普通混凝土的用水量進(jìn)行選擇，防輻射混凝土砂率選擇在普通混凝土基礎(chǔ)上增強(qiáng)5%左右的參數(shù)，同時(shí)插入普通砂石骨料，以提高重晶石混凝土的表干密度，提升其抗離析能力，保證相對沉降技術(shù)發(fā)揮作用［1］。經(jīng)過理論驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，在防輻射混凝土骨料的抗相對沉降系數(shù)，灰水比抗壓強(qiáng)度等參數(shù)中能夠得到較為適宜的數(shù)值。而且將防輻射混凝土內(nèi)部損失進(jìn)行調(diào)整，使得其膨脹系數(shù)能夠達(dá)到科學(xué)的幅度，改善防輻射混凝土的和易性，防止出現(xiàn)泌水。在施工過程中得到很好的驗(yàn)證。隨著當(dāng)前防輻射元素在工業(yè)領(lǐng)域中加快應(yīng)用，例如核反應(yīng)堆跨海大橋海底隧道等建設(shè)，進(jìn)行防輻射傷害的防護(hù)，已經(jīng)成為重要的話題。對水泥和混凝土的數(shù)量使用的越大，技術(shù)要求就越高。根據(jù)理論界的研究，防輻射混凝土采用的混凝土的多種材料，例如大壩混凝土、膨脹混凝土、纖維混凝土、防輻射混凝土的使用上，在功能發(fā)揮上各有不同，但可以歸類為特種混凝土適應(yīng)技術(shù)，發(fā)展特種混凝土之一防輻射混凝土，可以在有效的屏蔽原子核輻射的基礎(chǔ)上，隨著核反應(yīng)端技術(shù)的發(fā)展，防輻射混凝土發(fā)揮了壽命更長，輻射度減弱，增大介入空間，減少評定混凝土厚度等技術(shù)優(yōu)勢。在混凝土材料的運(yùn)用中，通過配合比設(shè)計(jì)施工技術(shù)檢測方法等運(yùn)用，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在施工項(xiàng)目中，成為重點(diǎn)施工材料的目的［2］。2、防輻射混凝土在施工項(xiàng)目中發(fā)揮的重要作用。隨著技術(shù)的快速發(fā)展，在工業(yè)農(nóng)業(yè)等廣泛領(lǐng)域中，對防輻射的防護(hù)問題已經(jīng)成為突出的問題。而建筑領(lǐng)域水泥混凝土是最廣泛的應(yīng)用材料及射線，防護(hù)受到人們重視，包括壓水堆反應(yīng)屏蔽和核廢料后處理。對于射線防護(hù)技術(shù)在混凝土中的應(yīng)用，已經(jīng)開發(fā)出新型、經(jīng)濟(jì)、安全的各項(xiàng)材料，防輻射混凝土在項(xiàng)目施工中具有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。防輻射混凝土作為新型的輻射房設(shè)防護(hù)材料，成本比傳統(tǒng)的防輻射材料要低，而且根據(jù)要求可以制成任何尺寸和形狀［3］。理論界認(rèn)為為了防止防輻射混凝土在施工中出現(xiàn)質(zhì)量問題，導(dǎo)致項(xiàng)目整理質(zhì)量受損，因此進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和性價(jià)比的研研究是非常重要的。例如重晶石防輻射混凝土作為防輻射混凝土之一，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。其具有的特征是能夠以較強(qiáng)的具有屏蔽功能的射線，在項(xiàng)目中達(dá)到防輻射的效果。尤其是在建材領(lǐng)域，對于重晶石防輻射材料的使用具有非常重要的戰(zhàn)略意義。當(dāng)前防輻射材料的應(yīng)用，在防護(hù)材料上進(jìn)行了相應(yīng)的研發(fā)和應(yīng)用。通過防輻射混凝土內(nèi)部的粒子彈性碰撞，在建筑材料配置上已經(jīng)具有了一定的科技含量。例如圍繞普通混凝土配合比設(shè)計(jì)上，對于防輻射混凝土用水量，水灰比進(jìn)行了相應(yīng)的研究，發(fā)現(xiàn)防輻射混凝土砂率主要取決于覓食系數(shù)，骨灰比和水灰比以及砂率的變動(dòng)，使得防輻射混凝土骨料的總面積以及空隙率會(huì)發(fā)生變化，影響混凝土粘聚性［4］。而且粗骨料的最大粒徑隨著需水量減少而變化，鼓勵(lì)的表面粗糙度和顆粒形狀會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變動(dòng)，從而使混凝土拌合物的工作性能也發(fā)生變化。因此在配合比設(shè)計(jì)上，依據(jù)原料的性能，對混凝土的技術(shù)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)模型計(jì)算的方式，對混凝土的配比設(shè)計(jì)，進(jìn)行參數(shù)的論證。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明，防輻射混凝土其射線屏蔽作用，較好采用磁鐵礦石和褐鐵礦石進(jìn)行粗細(xì)骨料的級料引入充分水量的結(jié)晶水，將氫元素的化合物以及摻合物運(yùn)用在材料之中，通過降低混凝土的水灰比減少混凝土收縮率。在混凝土應(yīng)用過程中采用較好的防輻射機(jī)料，其密度性較大，通過增加厚度達(dá)到屏蔽射線的目的。關(guān)于防輻射混凝土，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了充分的論證，例如有學(xué)者認(rèn)為通過防輻射混凝土中集砂的級配，發(fā)揮防輻射混凝土泥沙含量可控性強(qiáng)的優(yōu)勢，采用結(jié)晶水較多的膨脹劑，以補(bǔ)償收縮中的混凝土水損失，此時(shí)具有防放射功能的摻材料和自制的結(jié)晶水，經(jīng)過調(diào)節(jié)形成了集配特種骨料，結(jié)晶水含量較高，能夠有效屏蔽射線。還有的學(xué)者認(rèn)為，利用工業(yè)副產(chǎn)品等作為混凝土摻合料可以降低工程造價(jià)的同時(shí)，將防輻射混凝土的水利用量大大減少。對混凝土的增強(qiáng)機(jī)制，一般采用石灰渣和礦渣結(jié)合的方式，構(gòu)成高強(qiáng)混凝土。在設(shè)計(jì)中經(jīng)過成功的配比，采用超細(xì)硅錳渣作為新型添加劑，最終配置出高強(qiáng)混凝土，經(jīng)過試用性能良好［5］。3、重晶石混凝土的防輻射功能應(yīng)用當(dāng)前重金屬防護(hù)，設(shè)混凝土主要是建立在普通水泥的混合基礎(chǔ)上，滿足混凝土技術(shù)性能和生產(chǎn)成本，同時(shí)還要考慮防輻射性能，對混凝土的防輻射性能起決定作用的，往往需要進(jìn)行設(shè)計(jì)之后采集到的重晶石補(bǔ)料來決定。這種材料性能穩(wěn)定，容易獲得運(yùn)輸方便，而且在相應(yīng)的輻射和溫度環(huán)境下，穩(wěn)定性很好。防輻射材料可以根據(jù)輻射特性，在產(chǎn)生的材料上進(jìn)行論述，在混合物上滿足混凝土密度需求。為了保證重晶石防輻射混凝土性能，通過對原材料進(jìn)行調(diào)研之后，論證了細(xì)骨料性能和適應(yīng)性，同時(shí)對于粗細(xì)骨料的性能加以實(shí)驗(yàn)，得到了級配骨料尺寸強(qiáng)度硬度穩(wěn)定性等參數(shù)，找到了實(shí)現(xiàn)混凝土中經(jīng)是防輻射材料的國產(chǎn)化的途徑，首先進(jìn)行了原材料的選擇，選用的水泥，考慮到了強(qiáng)度以及粗骨料級配等。在進(jìn)行混凝土性能的研究上，對于硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等均進(jìn)行了采用。這兩種水泥密度大，水化熱小，增加節(jié)水，增加水的含量之后考慮使用吧，水泥表觀密度較大，大大提高混凝土的防輻射能力。對于防輻射混凝土水泥的性能規(guī)定和要求，主要包含常規(guī)下含水結(jié)晶，物約為15%,100°C以上脫水較少，此時(shí)采用通用硅酸鹽水密度可以達(dá)到要求參數(shù)，能夠起到防輻射混凝土的防護(hù)結(jié)構(gòu)的作用。而采用高鋁水泥容易出現(xiàn)早期裂紋，常溫下應(yīng)保持潔凈水達(dá)到25%，但是在100C高溫下容易脫水，應(yīng)進(jìn)行結(jié)晶水含量的技術(shù)防護(hù)工作。時(shí)高高鋁水泥及早期強(qiáng)度增長較快，凝結(jié)時(shí)會(huì)有微膨脹，100C以下高溫容易脫水。因此在水化熱集中散發(fā)之后，應(yīng)進(jìn)行防輻射混凝土結(jié)晶水的防護(hù)，以保證后期的強(qiáng)度穩(wěn)定。重晶石粗細(xì)骨料，破碎呈現(xiàn)纖維狀，晶體呈柱狀，集合體為粒狀等。隨著技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前在重晶石骨料形狀和制度上，針對其形狀不規(guī)則，有顯著的斜方晶系開了性的問題，為了不影響后期的工作穩(wěn)定性，在防輻射混凝土顆粒的級配上，一般是選擇工作性能良好的骨料進(jìn)行混合，構(gòu)成的防輻射混凝土骨料級配，能夠適應(yīng)施工需求，考慮到出口料最大粒徑影響混凝土對漿體的級配。因此，在實(shí)際操作過程中，對重晶石粗骨料使用人工破碎，得到適合施工要求的防輻射混凝土最大粒徑，一般為20毫米到40毫米之間［6］。此時(shí)混凝土的抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)上升趨勢。給定工作性和水泥用量之后，在低強(qiáng)度的條件下，混凝土的水泥漿填充粒徑會(huì)增大，需要盡快提高防輻射混凝土水泥的強(qiáng)度，采用人工調(diào)配的方式，不斷調(diào)整級配參數(shù)，當(dāng)出現(xiàn)級配不合格的骨料的時(shí)候，可以將粗細(xì)骨料分別放到實(shí)驗(yàn)器皿中，按比例篩出某一粒徑階段的骨料，已達(dá)到級配要求。在密度的選取上，由于骨料體積較大，因此對于密度控制非常重要。配置出來的混凝土表現(xiàn)密度變化較大，需要根據(jù)防輻射要求，將表面密度和重晶石原材料進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，對于密度較低的重金屬骨料進(jìn)行配置，應(yīng)采用不同表格密度混凝土對骨料表現(xiàn)密集，加以實(shí)際性的要求。重晶石粗骨料的質(zhì)量與技術(shù)性能指標(biāo)防輻射混凝土配合比設(shè)計(jì)經(jīng)過原材料優(yōu)選，主要參照GB50119-2003《商品混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》和JBJ/T55-2000、J64-2000《普通商品混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。每立方米膠凝材料總用量控制在最大水泥用量以內(nèi)；考慮地下結(jié)構(gòu)防水要求和有利于大體積商品混凝土抗裂，采用UEA-E型膨脹劑（內(nèi)摻10%）和高效商品混凝土摻合料（內(nèi)摻50%）等量取代水泥。？砂率按43%、摻泵送劑、經(jīng)多次試配試驗(yàn)后確定最優(yōu)配合比。防輻射混凝土骨料的強(qiáng)度是不能超過施工設(shè)計(jì)參數(shù)的。但是由于混凝土結(jié)構(gòu)本身具有一定的特色，尤其是表觀密度越高的重晶石越容易破碎。因此在選項(xiàng)原材料的時(shí)候，應(yīng)充分考慮骨料強(qiáng)度對混凝土強(qiáng)度的影響。重晶石粗骨料的質(zhì)量和技術(shù)性能指標(biāo)如下表，摻合料的選擇，由于使用效率較高，因此在選用礦物材料時(shí)，應(yīng)選用磨細(xì)高爐礦渣粉以及高活性礦物摻合料進(jìn)行混合。綜合考慮防輻射混凝土表觀密度，在外加劑的選擇上，例如在地下工程和大體積工程中普遍使用膨脹劑，作為防止混凝土發(fā)生開裂和收縮的材料，以提高防輻射混凝土塌落度，改善工作性［7］。但是由于防輻射混凝土骨料密度較大，流動(dòng)性較差，因此應(yīng)該選用高效減水劑。因具有強(qiáng)度增長快、流動(dòng)性好、減水率高的特色。在防輻射混凝土選用過程中，還要求對防輻射混凝土的表觀密度進(jìn)行選用，特別是增粘劑等一定要選擇流動(dòng)好。表觀密度大的材料，幫助混凝土離析泌水。結(jié)語：為了滿足施工結(jié)構(gòu)一般功能，防輻射混凝土不僅要具有防護(hù)射線的功能，而且要在工程項(xiàng)目中發(fā)揮出重要的結(jié)構(gòu)作用。通過科學(xué)的施工技術(shù)和工業(yè)參數(shù)相結(jié)合，在合理的防輻射混凝土施工操作流程中發(fā)揮出巨大的功能，進(jìn)行防輻射混凝土的選取，要注重原材料的選用，盡量選擇與水結(jié)合較多，水化熱較低密度較大的水泥，在防輻射混凝土粗細(xì)骨料級配上，針對級配較差的，要進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最佳的表觀密度要求。在進(jìn)行防輻射混凝土砂率的選擇上，應(yīng)相對普通混凝土的砂率有所增加，采用相對沉降系數(shù)進(jìn)行評價(jià)，主要針對混凝土骨料的抗離析能力等，同時(shí)還要對水灰比進(jìn)行參數(shù)的計(jì)算，以及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，并通過增稠劑改善防輻射混凝土的和易性，最終保證防輻射混凝土施工發(fā)揮重要的作用，提升整體施工質(zhì)量。參考文獻(xiàn)：趙青,魏元弘.玄武巖防輻射混凝土的配合比設(shè)計(jì)研究[J].山西建筑,2018,44(23):102-104.卜娜蕊，強(qiáng)亞林，伊軒，等.防輻射混凝土的配合比設(shè)計(jì)及施工工藝[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2017,35(2):48-50.武龍輝.大體積防輻射混凝土配合比設(shè)計(jì)及施工應(yīng)用[J].江西建材,2016,(24):12-13.⑷李富海，周金金,李海增，等.防輻射重晶石混凝土配合比設(shè)計(jì)的試