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1.重晶石防輻射混凝土概述。

重晶石混凝土以重晶石和重晶砂為粗細(xì)骨料，通過增加混凝土的表觀密度和密度，可以**吸收x射線和γ射線，減少對人體的傷害。重晶石混凝土對原材料和配合比要求很高，需要適量的漿填充骨料間隙，確保滿足設(shè)計(jì)要求，通常需要多次試驗(yàn)，確定配合比；由于重晶石混凝土攪拌過程中測量困難，鐵礦石密度大，測量沖量迅速上升，難以控制，必須采用半自動(dòng)或手動(dòng)控制，盡量減少鐵礦石沖量造成的測量誤差。

2.原材料及試驗(yàn)方法。

2.1原料。

重晶石：破碎成連續(xù)級配的粗細(xì)骨料，其物理性能見表1和表2。

重晶石粉：表觀密度大于4200kg/m3，細(xì)度大于600目。

水泥:P.O42.5級普通硅酸鹽水泥。

摻合料：選用一級粉煤灰；一級硅粉；S75礦粉。

1.重晶石防輻射混凝土概述。

重晶石混凝土以重晶石和重晶砂為粗細(xì)骨料，通過增加混凝土的表觀密度和密度，可以**吸收x射線和γ射線，減少對人體的傷害。重晶石混凝土對原材料和配合比要求很高，需要適量的漿填充骨料間隙，確保滿足設(shè)計(jì)要求，通常需要多次試驗(yàn)，確定配合比；由于重晶石混凝土攪拌過程中測量困難，鐵礦石密度大，測量沖量迅速上升，難以控制，必須采用半自動(dòng)或手動(dòng)控制，盡量減少鐵礦石沖量造成的測量誤差。

2.原材料及試驗(yàn)方法。

2.1原料。

重晶石：破碎成連續(xù)級配的粗細(xì)骨料，其物理性能見表1和表2。

重晶石粉：表觀密度大于4200kg/m3，細(xì)度大于600目。

水泥:P.O42.5級普通硅酸鹽水泥。

摻合料：選用一級粉煤灰；一級硅粉；S75礦粉。

表1破碎重晶石的物理性能指標(biāo)。

表5是本試驗(yàn)重晶石防輻射混凝土的物理性能試驗(yàn)結(jié)果。從表5可以看出，由于重晶石密度大，所有試驗(yàn)組的流動(dòng)性和28d強(qiáng)度都可以滿足要求。

本項(xiàng)目為大體積重晶石防輻射混凝土，凝膠材料水化熱大的水化熱。如果不采取措施控制溫度裂縫，一旦產(chǎn)生微裂縫，將對混凝土屏蔽輻射的能力產(chǎn)生很大影響。為了減少凝膠材料的水化熱，提高混凝土的施工和易性，本試驗(yàn)采用礦物摻合料代替部分水泥。A1組單摻粉煤灰具有良好的物理性能；A2組單摻礦粉容易離析，無法泵送施工；A3組單摻硅粉對混合物的流動(dòng)性影響不大，但其粘度增加，混凝土粘度增加。由于重晶石骨料密度高，泵送施工困難。因此，選擇粉煤灰更適合礦物摻合料，可顯著降低早期混凝土強(qiáng)度和早期水化反應(yīng)放熱。

A4~A5組為復(fù)合試驗(yàn)，二組配合比的施工性能明顯提高，但混合物的表觀密度無法達(dá)到3600kg/m3的技術(shù)指標(biāo)。這是因?yàn)閾胶衔锏拿芏葹?200~2800kg/m3。

摻入摻合料后，其體積不能被表觀密度4200kg/m3的重晶石和砂占據(jù)，因此表觀密度較小。

A7組增加了重晶石粉，使骨料之間的小孔充滿了高密度的重晶石粉。其密實(shí)度增加，表觀密度相應(yīng)增加。測量的表觀密度為3633kg/m3，滿足設(shè)計(jì)要求，施工性能和強(qiáng)度也滿足設(shè)計(jì)要求。因此，A7組配合比為本項(xiàng)目重晶石混凝土施工配合比。

4工程施工

圖1(a)為破碎后的重晶石照片，圖1(b)為破碎后的重晶砂照片。從圖中可以看出，破碎后的重晶石顆粒不規(guī)則，多為長條、多棱角，不易作為粗骨料泵送；重晶砂破碎后，顆粒不規(guī)則，類似于多邊形晶體，表面粗糙。此外，重晶砂的密度約為普通砂的兩倍。作為泵送混凝土的砂，經(jīng)過一段時(shí)間的泵送，重晶砂和重晶石很可能會(huì)堆積在泵管的接口和彎曲處。在實(shí)際工程中，重晶石的破碎顆粒無法改變。本研究只能嘗試改變重晶砂的表面形狀，使其形狀更加圓潤。圖1(c)為制砂機(jī)加工的重晶砂，從圖中可以看出，重晶砂的顆粒類型有了很大的改善，類似于球形，其等級更接近普通砂。

(a)破碎的重晶石(b)破碎的重晶砂(c)制砂機(jī)加工的重晶砂。

結(jié)束語

(1)重晶石防輻射混凝土更適合用15%粉煤灰代替部分水泥。

（2）泵送重晶石防輻射混凝土的重晶砂必須用制砂機(jī)加工成合適的粒徑，實(shí)際施工中可使用近似球形的重晶砂。

（3）重晶石防輻射混凝土的表觀密度較大。考慮到設(shè)備在生產(chǎn)過程中的荷載能力，每盤材料的用量應(yīng)按普通混凝土的60%~70%計(jì)量，即每盤只能攪拌0.6~0.7m3；同時(shí)，運(yùn)輸罐車只能裝載4m3的重晶石防輻射混凝土，施工過程中罐車不能停止旋轉(zhuǎn)，否則混凝土?xí)鲁?，放料時(shí)快速攪拌容易翻車。