重晶石防輻射混凝土性能分析及設計研究

【摘要】近年來，各種放射性同位素隨著原子能工業(yè)的迅猛發(fā)展在國民經(jīng)濟中得到廣泛應用，為了有效防止核射線對工作人員的傷害，一種帶有防輻射混凝土材料就出現(xiàn)在人們的視線中，重晶石防輻射混凝土有對Y射線、x射線強大的屏蔽功能，不僅滿足一般建筑結(jié)構(gòu)需求，防輻射功能也十分強大。本文則通過研究重晶石防輻射混凝土的性能和配合比設計，來分析它的實用價值，以供參考。

【關鍵詞】重晶石防輻射混凝土；性能；設計；分析

能源資源短缺和溫室效應使全球環(huán)境受著變暖的威脅，核動力作為有利于保護環(huán)境的先進能源，在今后能源需求中必定占據(jù)著重要的比列。然而它的優(yōu)勢也不能掩蓋因核能過熱發(fā)展所帶來的種種隱患，尤其原子核反應中所產(chǎn)生大量的如y，x射線和中子射線都會誘發(fā)癌癥，水泥混凝土是當前應用最為廣泛的防護射線材料，因此，研究防輻射混凝土材料中的安全性及合理性有著重要的現(xiàn)實意義。

1重晶石防輻射混凝土試驗材料

水：普通自來水；外加劑；高效減水劑；普通粗細骨料：普通砂和卵石，顆粒級良好；重晶石粗細骨料：采集的粗骨料（重晶石碎石）粒徑<35mm，細骨料（重晶石砂）粒徑<5mm的重晶石，主要組成成分為BaS04，級配良好，重晶石需要先用水洗凈泥塊，再曬干待用。

2重晶石防輻射混凝土性能試驗及配合比設計

重晶石防輻射混凝土和普通混凝土在配合比設計方面不同的是，前者主要考慮是強度指標，后者不但要滿足強度要求以外還要考慮結(jié)晶水、表現(xiàn)密度等指標，從而達到屏蔽各種射線的效果。確定符合重晶石防輻射混凝土性能要求，要通過調(diào)整分析用水量、水灰比及砂率對混凝土性能的影響。重晶石防輻射混凝土配合比設計指標要滿足以下幾點要求：①滿足混凝土設計要求的抗折強度、劈裂抗拉強度及抗壓強度等力學性能；②滿足特定射線強度所需的表現(xiàn)密度；③滿足施工所需要的坍落度；④在滿足上述設計要求的前提下，要控制成本，使設計出來的混凝土配合比密度實測值不超過設計值的3%；⑤在施工中滿足混凝土所設計拌合物工作性，將混凝土離析和泌水將至最低，以此來確保屏蔽混凝土密度的均勻性。

2.1水灰比對重晶石防輻射混凝土性能的影響試驗

在基礎配合比的基礎上，用水量不變，調(diào)節(jié)水泥的用量來改變水灰比，按照依次類推的形式來配置重晶石防輻射混凝土，如0.41、0.45、

0.50···具體配合比見（表1），測試混凝土的坍落度和7d，28d拌合物表現(xiàn)密度和抗壓強度。從試驗結(jié)果（表2）中可看出，隨著用水量的增加，重晶石防輻射混凝土的坍落度明顯增大，可證明影響重晶石防輻射混凝土塌落度的主要因素為用水量，用水量越大則相應的水灰比則越大。重晶石防輻射混凝土的強度隨著水灰比的增加逐漸減小，這與普通混凝土的變化規(guī)律相同，隨著水灰比增大，水泥用量大大增加，骨料用量只是相對減小，從表觀密度上來說最終是有所增加了。

2.2砂率對重晶石防輻射混凝土性能的影響試驗

混凝土配合比設計中一個重要參數(shù)則是砂率，如果砂率設計合理，不僅混凝土會比較密實，粘聚力和保水性也較好，強度增長率在相同的水灰比下也十分高。本文試驗中，保持水灰比在基準配合的基礎上位0.45不變，砂率選擇為32%～40%，測試混凝土的坍落度和7d，28d拌合物表現(xiàn)密度和抗壓強度，具體配合比見（表3）.從試驗結(jié)果j見（表4）可得知，重晶石防輻射混凝土的坍落度因砂率的增加變化不明顯，但砂率過大會導致抗壓強度減小，和表觀密度變化趨勢相同，各項取值在合理的范圍內(nèi)。

3結(jié)語

通過研究用水量、水灰比、砂率和摻入普通砂石對重晶石防輻射混凝土性能影響試驗，得到了重晶石混凝土的配合比要求，得到了以下結(jié)論：用水量和水灰比對混凝土均呈線性影響，用水量小于240 kg/m3，水灰比大于0.45都是合理的，而砂率對混凝土的影響較復雜，取36%時最佳，重晶石防輻射混凝土的表觀密度會隨著卵石和普通砂的摻入有所減小，對重晶石防輻射混凝土性能有較大的影響。

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