談重晶石混凝土在醫(yī)療建筑中的應(yīng)用

張亞萍

(廣州醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院，廣東廣州 510120)

1 工程簡(jiǎn)介

廣州醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院腫瘤放射治療中心改建項(xiàng)目建筑面積約120 m2，位于大樓－1層，投資約1 000萬元人民幣。室內(nèi)凈尺寸約6．54 m×6．72 m，高能輻射屏蔽按不大于6 mV計(jì)算。附近外環(huán)境輻射劑量為(0．10～0．14)μGy/h，屬于廣東省室外天然外照射一般水平。由主要成分為BaSO4·2H2O的重晶石砂、重晶石碎石(其密度大，含結(jié)合水)等粗細(xì)骨料組成重晶石混凝土，依照一定配合比添加水和外加劑，普通水泥作膠凝材料，加工成防輻射混凝土，由于其過大的表觀密度，所以對(duì)X射線和γ射線的防護(hù)性能非常好。鋼筋網(wǎng)架和注模成型后的重晶石混凝土一起砌筑成具有特殊防輻射性能的混凝土結(jié)構(gòu)，直線加速器機(jī)房平面圖及剖面圖見圖1，圖2。

圖1 直線加速器機(jī)房平面圖

圖2 直線加速器機(jī)房1—1剖面圖

此項(xiàng)目中，四面剪力墻材料全部是重晶石混凝土，表觀密度達(dá)到3 500 kg/m3;剪力墻厚度分別為1 650 mm，1 500 mm，1 050 mm，1 000 mm，925 mm，500 mm;厚度大于1 m的剪力墻屬于大體積混凝土施工。

2 材料及配合比設(shè)計(jì)

1)重晶石防輻射混凝土所用重晶石粗細(xì)骨料選用同一礦床或同一產(chǎn)地的重晶石較好;粗細(xì)骨料的成分可完全是重晶石，也可以少量摻入普通砂石和其他相關(guān)骨料。

2)重晶石粗細(xì)骨料的硫酸鋇質(zhì)量含量應(yīng)按照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T 1021．7非金屬礦物和巖石化學(xué)分析方法［1］進(jìn)行檢測(cè)。其他性能指標(biāo)試驗(yàn)應(yīng)按照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ 52普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)［2］中的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

3)重晶石防輻射混凝土所用化學(xué)外加劑宜選用混凝土高效減水劑和緩凝劑。本工程混凝土表觀密度大于3 500 kg/m3，選用增粘劑等防沉降材料。外加劑為混凝土高效減水劑。

4)采取以下的控溫措施預(yù)冷卻骨料:砂、重晶石骨料堆放在大型有棚蓋的砂石倉，棚蓋采用隔熱防曬材料制造，防止太陽直曬;在砂石倉均勻分布噴霧水管，便于使砂石能夠充分噴霧濕潤，降低砂石的溫度。

3 制備及運(yùn)輸

1)重晶石防輻射混凝土必須采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌制。攪拌機(jī)在使用前應(yīng)清洗干凈，并在使用過程中不得攪拌其他類型混凝土。

2)全部按質(zhì)量計(jì)量重晶石防輻射混凝土的原材料。偏差允許符合GB/T 14902預(yù)拌混凝土［3］現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

3)材料加入時(shí)的順序?yàn)椋确湃氪旨?xì)骨料、水泥、摻合料，然后添加水與外加劑，攪拌時(shí)間不應(yīng)少于30 s，不宜大于60 s。當(dāng)采用其他投料順序時(shí)，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定其攪拌時(shí)間，保證攪拌均勻。重晶石防輻射混凝土拌合物制備后應(yīng)檢驗(yàn)混凝土性能，每100 m3同配合比重晶石防輻射混凝土應(yīng)隨機(jī)抽檢不少于3次;包括混凝土坍落度、坍落度經(jīng)時(shí)損失、表觀密度等檢測(cè)內(nèi)容，外緣泌漿析水和中心骨料堆積現(xiàn)象嚴(yán)禁發(fā)生;重晶石混凝土應(yīng)經(jīng)檢驗(yàn)合格后才可以出廠。

4)重晶石防輻射混凝土運(yùn)輸工具應(yīng)能保持混凝土拌合物的均勻性，采用混凝土攪拌運(yùn)輸車。運(yùn)輸量宜控制在運(yùn)輸工具設(shè)計(jì)裝載量的60%～70%。重晶石混凝土攪拌運(yùn)輸車宜符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG/T 5094混凝土攪拌運(yùn)輸車［4］的規(guī)定;從攪拌出機(jī)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)入模板使用，重晶石混凝土的間隔時(shí)間應(yīng)小于90 min。運(yùn)輸時(shí)間超過90 min的，必須經(jīng)過相應(yīng)的技術(shù)方案處理(此方案必須通過試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證才可施行)。

4 泵送、澆搗

1)采用泵送工藝運(yùn)輸，解決了重晶石混凝土骨料質(zhì)量重，容易離析的問題，根據(jù)工程特點(diǎn)，所有的剪力墻均一次澆筑完成，不設(shè)施工縫。

2)混凝土的模板支架、鋼筋綁扎、水電預(yù)埋管道等工序完成，經(jīng)驗(yàn)收合格后，才可進(jìn)行防輻射混凝土的澆搗工序。

3)在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)坍落度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，才能入泵。因表觀密度大，一般采用大功率的輸送泵進(jìn)行輸送。

4)5℃～30℃之間是重晶石防輻射混凝土的入模溫度，嚴(yán)禁超過此溫度范圍施工。

5)剪力墻混凝土澆筑分層進(jìn)行，每層厚度不超過500 mm，分層澆搗界面應(yīng)留一定技術(shù)間歇時(shí)間，但上下層間不超過混凝土初凝時(shí)間，不允許留設(shè)任何施工縫。

6)重晶石防輻射混凝土拌合物的自由傾落高度不應(yīng)大于1．5 m。

7)重晶石混凝土的振搗應(yīng)采用插入式振搗器，振搗泵送重晶石混凝土?xí)r，振動(dòng)棒移動(dòng)間距宜為400 mm，振搗時(shí)間宜以表面出漿為準(zhǔn)，宜控制在15 s～25 s，分層振搗時(shí)，振動(dòng)棒應(yīng)插入下層50mm。

5 混凝土養(yǎng)護(hù)和檢測(cè)

1)混凝土澆筑完成后，在模板上覆蓋塑料薄膜和濕透的麻袋進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，確保混凝土構(gòu)件內(nèi)外溫差不應(yīng)超過25℃。

2)重晶石防輻射混凝土持續(xù)養(yǎng)護(hù)至少14 d，養(yǎng)護(hù)期間為保證混凝土表層濕潤，塑料薄膜或濕透的麻袋不可開裂或穿孔。

3)塑料薄膜或濕透麻袋的拆除必須分層依次進(jìn)行，環(huán)境溫度和混凝土表面溫差不大于20℃時(shí)，即可拆除全部保濕層。

4)重晶石防輻射混凝土結(jié)構(gòu)竣工后，必須委托具備法定檢測(cè)資質(zhì)的技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)，按照國家輻射防護(hù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定的評(píng)價(jià)規(guī)范、檢測(cè)方法、檢測(cè)項(xiàng)目和檢測(cè)儀器，對(duì)重晶石防輻射混凝土結(jié)構(gòu)的防輻射水平進(jìn)行控制效果的檢測(cè)和評(píng)價(jià)。

6 重晶石混凝土的質(zhì)量控制

為了防止射線的泄漏，在工程施工過程中采取嚴(yán)格控制大體積混凝土的水化熱問題，防護(hù)墻上的孔洞、穿墻套管均采用折線穿墻技術(shù)，且全部預(yù)埋處理的方法;為使混凝土成型均勻密實(shí)，表觀密度以及構(gòu)件厚度均符合防護(hù)設(shè)計(jì)要求，混凝土施工均采用一次性澆筑。模板質(zhì)量控制點(diǎn)的設(shè)置如表1所示。

表1 模板質(zhì)量控制點(diǎn)的設(shè)置

7 結(jié)語

醫(yī)用直線加速器在腫瘤疾病的治療方面卓有成效，但為防止射線泄漏對(duì)周邊人員的傷害，本項(xiàng)目材料采用防輻射性能優(yōu)良的重晶石混凝土設(shè)計(jì)施工，解決了一系列的技術(shù)難題，在業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工單位的共同探討下，針對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行逐一解決。竣工后，經(jīng)廣東省職業(yè)衛(wèi)生檢測(cè)中心檢測(cè)，輻射水平符合國家驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，投入使用半年來，均無問題發(fā)生。

［1］JC/T 1021．7-2007，重晶石礦化學(xué)分析方法［S］．

［2］JGJ 52-2006，普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)［S］．

［3］GB/T 14902，預(yù)拌混凝土［S］．

［4］JG/T 5094，混凝土攪拌運(yùn)輸車［S］．