典型新型墻體材料放射性測試研究

鄭潔堅 劉建勇 梁開元 萬桂芬 鄧金梅

（1 廣州市建筑材料工業研究所有限公司；2 廣東省材料與構件防火檢測技術企業重點實驗室）

1 前言

新型墻體材料，是指符合國家和地方相關技術標準和產業政策，以非粘土材料為主要原材料生產的具有節能、利廢、節土、輕質、高強等性能的墻體材料[1]。為了保護土地資源和生態環境，節約能源，各地政府大力推廣和規范新型墻體材料的生產和使用，促進建筑業和建材業的技術進步。

通常這些新型墻體材料以粉煤灰、煤矸石、石粉、爐渣、竹炭等為主要原料。而這些新型墻體材料中的放射問題也備受關注。因此，對廣東省新型墻體材料進行取樣檢測，對其放射性水平進行評價，為生產和應用提供參考依據，有利于加強廣東省新型墻體材料市場管理以及新型墻體材料的可持續發展。

2 典型墻體材料放射性核素限量測試研究

2.1 樣品

抽樣選取廣東省30 家新型墻體材料生產企業生產的墻體材料產品。其中包括發泡復合墻板12 組，石膏板20 組，燒結磚8 組，蒸壓加氣混凝土砌塊39 組。

2.2 測試設備

名稱：低本底多道γ 能譜儀；

廠家：北京紫方啟研科技有限公司；

標準樣品：國防科工委放射性計量一級站，樣品盒

幾何尺寸：Φ75mm×70mm。

2.3 制樣

隨機抽取不少于2kg 的樣品，經烘箱烘干后，將檢驗樣品破碎，磨細至粒徑不大于0.16mm，將其放入與標準樣品幾何形態一致的樣品盒中，稱重，精確至0.1g，密封保存。

2.4 測量

待檢驗樣品中天然放射性衰變鏈基本達到平衡后，在與標準樣品測量條件相同的情況下，采用低本底多道γ 能譜儀對其進行鐳-226，釷-232，鉀-40 比活度測量。

根據公式內照射指數IRa=CRa/200，外照射指數Ir=CRa/370+CTh/260+CK/4200，計算他們的內照射指數和外照射指數。

2.5 數據匯總

從表1 樣品放射性核素匯總表，可以看出所抽取的各種墻體材料的放射性的Ra 鐳-226，Th 釷-232，鉀-40 的比活度的平均數，都比中位數大，說明各各種墻體材料的放射性的Ra 鐳-226，Th 釷-232，鉀-40 的比活度大部分處于偏低的狀態，石膏板的鉀-40 的比活度的平均數是中位數的3.5 倍。

2001-2012年海南省的旅行社總數從2001年的151家增長到2012年的311家，增長了6%。其總數一直低于全國平均值，差值擴大了306家。旅行社外聯人數下降了9萬人，接待人數下降了11萬人，且一直低于全國平均值，且與全國平均值的差距逐漸擴大。通過比較，外聯人數下降速度較快，且低于平均值的速度也較快。營業收入與全國平均值的差距越來越大，從業人員數一直低于全國平均值，差值增長了3732人。

從表2 和表3 樣品內外照射指數匯總表，可以看出所抽取的各種墻體材料的內照射指數，集中在0.2～0.5 間的約占總組數的87.5%，而外照射指數集中在0.2～0.5 間的約占總組數的71.2%。

從表2 和表3 樣品內外照射指數匯總表，只有蒸壓加氣混凝土砌塊的內外照射指數出現不及格：按照國標標準GB 6566—2010《建筑材料放射性核素限量》[2]的技術指標（主體材料的內照射指數IRa≤1.0，外照射指數Ir≤1.0），其內外照射指數不合格率分別占了5%，10%；按照國標標準GB 50325-2010(2013 版）《民用建筑工程室內環境污染控制規范（2013 年版）》[3]的技術指標（加氣混凝土的內照射指數IRa≤1.0，外照射指數Ir≤1.3），其內外照射指數不合格率分別占了5%，5%。

3 數據分析研究

3.1 樣品放射性核素的普遍性

從表2 和表3 樣品內外照射指數匯總結果顯示，不合格數量，所占比很少。從表1 樣品放射性核素測試數據匯總中，平均數都比中位數大，說明各種墻體材料的放射性的Ra 鐳-226，Th 釷-232，鉀-40 的比活度大部分處于偏低。參考其他試驗室的結果，新型墻體材料放射性大部分結果都遠遠低于標準上規定的限量值[4]。

3.2 測試數據波動性

從表2 和表3 樣品內外照射指數匯總表中，對不及格產品溯源，發現這四組不及格的產品均為同一個時間，從同一家廠家分別抽檢的不同的兩組產品中的其中一組，同比同一組產品的內外照射指數都合格。

建筑材料中的放射性核素主要來源兩個方面：一是原料本身含有天然放射性核素；二是加工過程導致放射性核素富集[5]。從溯源廠家可以看出，同樣的生產工藝，同一個生產線，產品原料對于樣品內外照射指數有較大的影響。在日常生產中，有條件的廠家，可以通過對每一爐產品進行放射性檢測，來管控產品質量。

3.3 不合格數據分析

筆者對常見的四種新型墻材材料進行放射性檢測，其結果是只有蒸壓加氣混凝土砌塊放射性指數出現不及格產品，且不合格概率不低。

蒸壓加氣混凝土砌塊是用鈣質材料（如水泥、石灰）和硅質材料（如砂子、粉煤灰、礦渣）的配料中加入鋁粉作加氣劑，經加水攪拌、澆注成型、發氣膨脹、預養切割，再經高壓蒸汽養護而成的多孔硅酸鹽砌塊。其中，水泥在生產過程中，若摻入具有放射性的石膏、礦渣、粉煤灰等混合材料，就會使水泥具有較高的放射性，此外，若石灰巖和黏土存在于鈾礦附近，也會使水泥具有較高的放射性[6]；另外，使用了粉煤灰和礦渣等天然放射性水平較高的硅質材料作原料；最后為了達到建筑空心砌塊類環境標志產品的基本要求，產品中使用的廢棄物和工業副產品（如稻草、木屑、爐渣、粉煤灰、煤矸石、硫石膏等）等的含量應大于35%[7]：這就容易導致蒸壓加氣混凝土砌塊的放射性偏高，容易造成放射性不及格。

表1 樣品放射性核素測試數據匯總

表2 樣品內照射指數匯總

表3 樣品外照射指數匯總

蒸壓加氣砌塊放射性容易出現不及格的產品，在日常生產中，可對其所用的砂石、水泥、爐渣、粉煤灰、煤矸石、硫石膏等進行放射性指標檢測。使用放射性指標合格的原材料，對質控蒸壓加氣砌塊等產品放射性指標合格非常重要的一環。另外，通過加強抽樣頻率來控制生產過程導致放射性核素富集也是極重要的一環。

3.4 放射性判定指標分析

由上述2.5 可知，進行判定的規范不一樣，合格率會有所不同。對比GB 6566—2010《建筑材料放射性核素限量》（以下簡稱GB 6566—2010）和GB 50325—2010(2013 版） 《民用建筑工程室內環境污染控制規范（2013 年版）》（GB 50325—2010(2013 版））兩本規范，他們的具體分類有些不一樣，導致判定結果不一致。以下把出現不及格結果的蒸壓加氣砌塊來具體說明：

在GB 6566—2010 的規范里，只把建筑材料分為主體材料和裝修材料，蒸壓加氣砌塊歸類為主體材料，其技術指標為，主體材料的內照射指數IRa≤1.0，外照射指數Ir≤1.0。

在GB 50325—2010(2013 版）的規范里，把建筑材料分為主體材料、裝修材料、加氣混凝土和空心率（孔洞率）大于25%的空心磚空心砌塊等，蒸壓加氣砌塊歸類為加氣混凝土，其技術指標為，內照射指數IRa≤1.0，外照射指數Ir≤1.3。

由技術指標數值上來看，GB 6566—2010 規范的外照射指數的技術指標是比GB 50325—2010(2013 版）規范的外照射指數的技術指標要嚴格。但是考慮到蒸壓加氣混凝土砌塊的原材料構成，符合環境標志產品更是添加大于35%廢棄物和工業副產品（如稻草、木屑、爐渣、粉煤灰、煤矸石、硫石膏等），有可能造成放射性指數偏高。

因此，筆者認為GB 50325—2010(2013 版）規范中將加氣混凝土和空心率（孔洞率）大于25%的空心磚空心砌塊等獨立歸類，將其技術指標由GB 6566—2010 的規范的內照射指數IRa≤1.0，外照射指數Ir≤1.3 提高為GB 50325—2010(2013 版）規范的內照射指數IRa≤1.0，外照射指數Ir≤1.3，對于提倡生態環境，節約能源的新型墻體材料的發展有更大的促進作用。

對于GB 50325—2010(2013 版）規范中還提到空心率（孔洞率）大于25%的空心磚空心砌塊等材料，聯合國原子輻射效應科學委員會（UNSCEAR）文獻資料表明[8]，土壤中γ 輻射劑量率基本來自地表25cm 的貢獻。如果建筑物的總體質量厚度已經達到或超過40g/cm2，γ 輻射對人體的影響而言，空心建材與非空心建材已經沒有區別[9]。對于建筑主體材料，不宜再進行空心與非空心材料之分。

4 結論

通過上面的分析，為了規范新型墻體材料，加強廣東省新型墻體材料市場管理以及新型墻體材料的可持續發展，建議：

⑴對普通原材料的墻體材料的放射性核素限量標準，可以適當提高放射性核素限量標準；對于符合環境標志產品，建議可以適當放寬。

⑵在生產活動中，加工時,應盡量使用放射性小或無放射性的天然材料；利用廢渣或再生材料生產產品時,應嚴格控制工業廢渣或再生材料的摻加量。

⑶當企業生產更換原料和配比是，最好預先進行放射性核素比活度檢驗。也盡量每一爐成品都進行放射性核素比活度檢驗，進行質量控制。

⑷對于GB 6566—2010 的規范中的放射性核素含量測定方法中，“基本是達到平衡狀態”做出明確的合理的規定和說明，避免各部門因理解偏差而造成不必要的測量誤差，提高控制水平。