超高密度防中子辐射混凝土及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种超高密度防中子辐射混凝土及其施工方法，所述辐射混凝土由按比例混合的水泥、粉煤灰、磁铁矿砂、磁铁矿石、水、抗裂剂和减水剂组成；所述施工方法采用0～5℃冰水拌和，控制入模温度＜30℃；采用分层分段浇筑；浇筑完成后，混凝土侧表面采用木模板带模养护，模板外面覆盖保温棉絮，保温养护时间不低于14d，墙体拆模后将混凝土表面湿润后贴水能量薄膜，然后覆盖土工布保温，实现混凝土温降速率的有效控制。同时采用无线监测系统实时监测温度、变形，实时远程监控及预警。本发明专利技术提供的超高密度防中子辐射混凝土具有较高的密度和防开裂性能，施工更简便。施工更简便。施工更简便。

【技术实现步骤摘要】
超高密度防中子辐射混凝土及其施工方法


[0001]本专利技术属于质子医院施工领域，具体涉及一种超高密度防中子辐射混凝土及其施工方法。

技术介绍

[0002]随着国家医疗制度的逐步完善，目前，质子治疗已经成为国际最先进的癌症治疗技术，随着质子治疗应用的成熟，国内的质子治疗中心的建设也在快速发展。由于质子治疗过程中会产生特殊的辐射场，辐射场主要是一个中子(约占80％)、γ射线混合辐射场，这种核辐射场对人类健康及环境带来了极大的威胁。质子医院建设过程中普遍存在墙板厚度超过2m，局部厚大墙板混凝土密度不小于39KN/m3，且要求施工成型后不能有≥0.2mm贯穿裂缝。
[0003]常规质子中心辐射屏蔽设计采用在质子中心厚大隔墙里面安装50cm厚7米高钢板，这种厚大夹心钢板墙辐射屏蔽设计工程造价高，施工工艺复杂，重量大，操作极不方便，且施工周期长，存在较大的安全隐患，同时对于混凝土裂缝控制不利。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种超高密度防中子辐射混凝土及其施工方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种超高密度防中子辐射混凝土，所述混凝土包括按质量比1.5～2.2：0.68～0.99：9.03～15.15：12.4～19.85：1：0.19～0.31：0.04～0.095混合的水泥、粉煤灰、磁铁矿砂、磁铁矿石、水、抗裂剂和减水剂。上述比例优选为2.2：0.99：15.15：19.85：1：0.31：0.095；所述水泥为中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥。当采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时，应使用矿物掺合料。
[0007]在上述技术方案中，所述磁铁矿砂和磁铁矿石均为表观密度大于4800kg/m3的铁矿石。
[0008]在上述技术方案中，所述抗裂剂为HME
‑
V，减水剂为PCA
‑
I。
[0009]在上述技术方案中，所述超高密度防中子辐射混凝土密度大于3900kg/m3。
[0010]一种超高密度防中子辐射混凝土的施工方法，包括以下步骤：
[0011](
ⅰ
)混凝土预拌，控制混凝土入模温度；
[0012](
ⅱ
)浇筑时，根据质子区结构特点，厚大墙体在质子区竖向标高位置将分段进行施工，且厚大楼板采用分层浇筑；
[0013](
ⅲ
)浇筑完成后，混凝土侧表面进行带模保温养护；墙体拆模后在进行保温保湿养护，实现混凝土温降速率的有效控制。
[0014]在上述技术方案中，所述混凝土入模温度控制包括混凝土原材料降温、加冰拌合、运输过程中的保温和合理的浇筑时间选取；混凝土入模温度控制在小于30℃。
[0015]在上述技术方案中，所述步骤(
ⅱ
)浇筑时，针对质子区重密度混凝土墙体内密集管线部位采用钢筋棒头与振捣棒棒体采用焊接方式连接接长，通过振捣传递，保证在墙体混凝土浇筑时，密集管线之间不同间隙部位混凝土振捣密实，且混凝土振捣时间宜控制在20s～30s内。
[0016]在上述技术方案中，所述带模保温养护时间不低于14d，带模保温养护的具体方法为混凝土侧表面采用木模板带模养护，模板外面覆盖保温棉絮；墙体拆模时混凝土中心温度与环境温度之差不应高于15℃；保温保湿养护时间不应少于7天，具体方法为：墙体拆模后将混凝土表面湿润后贴水能量薄膜，然后覆盖土工布保温。
[0017]在上述技术方案中，所述超高密度防中子辐射混凝土的施工方法应用于质子区防辐射重密度混凝土厚大墙体大体积混凝土施工，施工时采用无线监测系统实时监测温度、变形，实时远程监控及预警；并设定开裂风险预警程序，指导现场保温养护措施的及时调整与优化，指导精细化、智能化施工。
[0018]在上述技术方案中，所述浇筑进行前，现场组织1：1试验段施工，并进行钻芯取样，检测重密度混凝土浇筑成型后元素成分及密度。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术提供了一种超高密度防中子辐射混凝土及其施工方法，选择磁铁矿作为粗细骨料制备密度达到3900kg/m3的防辐射混凝土，基于多场耦合作用下大体积混凝土抗裂性评估与设计，控制质子中心防辐射大体积混凝土不开裂保证率≥95％；同时评估施工工艺措施对混凝土抗裂性能作用效果，研究提出针对性的质子中心大体积混凝土裂缝控制施工方法，实现质子中心主体结构混凝土无贯穿性收缩裂缝。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例2中侧墙抗裂风险计算模型(a.实体模型；b.网格模型)；
[0022]图2是本专利技术实施例2中底板抗裂风险计算模型(a.实体模型；b.网格模型)；
[0023]图3是本专利技术实施例2中底板混凝土夏季施工入模温度30℃时基准和抗裂混凝土温度历程与开裂风险系数结果(a.温度历程；b.里表温差c.内部开裂风险d.表面开裂风险)；
[0024]图4是本专利技术实施例2中重混凝土侧墙夏季施工入模温度30℃时基准和抗裂混凝土温度历程与开裂风险系数结果(a.温度历程；b.里表温差c.内部开裂风险d.表面开裂风险)。
[0025]对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
[0026]为了使本
的人员更好地理解本专利技术技术方案，下面结合说明书附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。
[0027]实施例1
[0028]一种超高密度防中子辐射混凝土，所述混凝土包括按质量比2.2：0.99：15.15：19.85：1：0.31：0.095混合的水泥、粉煤灰、磁铁矿砂、磁铁矿石、水、抗裂剂HME
‑
V和减水剂
PCA
‑
I。所述磁铁矿砂和磁铁矿石均为表观密度大于4800kg/m3的铁矿石。
[0029]本实施例中各组分的具体型号和质量如下表：
[0030][0031]所述超高密度防中子辐射混凝土密度大于3900kg/m3，在夏季高温天气下浇筑完成后不产生≥0.2mm贯穿裂缝。
[0032]本专利技术通过基于多场耦合作用下大体积混凝土抗裂性评估与设计，采用磁铁矿作为防辐射材料，掺入低收缩率比的聚羧酸高性能减水剂及具有温升抑制、微膨胀功能的高效抗裂剂；减水剂不增加收缩，抗裂剂膨胀历程调控主要利用不同膨胀特性的膨胀组分(氧化钙(28％)、氧化镁(54％))实现分阶段、全过程的补偿收缩，通过水泥水化历程调控与钙镁多元复合膨胀补偿收缩，在混凝土配置阶段保证重混凝土不开裂风险值大于95％。
[0033]实施例2
[0034]一种超高密度防中子辐射混凝土的施工工艺，包括以下步骤：
[0035](Ⅰ)前期评估与材料筛选
[0036](
ⅰ
)环评、卫评辐射评估：
[0037]对质子中心进行辐射场建模分析，模拟设备运行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高密度防中子辐射混凝土，其特征在于：所述混凝土包括按质量比1.5～2.2：0.68～0.99：9.03～15.15：12.4～19.85：1：0.19～0.31：0.04～0.095混合的水泥、粉煤灰、磁铁矿砂、磁铁矿石、水、抗裂剂和减水剂。2.根据权利要求1所述的超高密度防中子辐射混凝土，其特征在于：所述磁铁矿砂和磁铁矿石均为表观密度大于4800kg/m3的铁矿石。3.根据权利要求1所述的超高密度防中子辐射混凝土，其特征在于：所述抗裂剂为HME
‑
V，减水剂为PCA
‑
I。4.根据权利要求1所述的超高密度防中子辐射混凝土，其特征在于：所述超高密度防中子辐射混凝土密度大于3900kg/m3。5.一种超高密度防中子辐射混凝土的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：(
ⅰ
)混凝土预拌，控制混凝土入模温度；(
ⅱ
)浇筑时，根据质子区结构特点，厚大墙体在质子区竖向标高位置将分段进行施工，且厚大楼板采用分层浇筑；(
ⅲ
)浇筑完成后，混凝土侧表面进行带模保温养护；墙体拆模后在进行保温保湿养护，实现混凝土温降速率的有效控制。6.根据权利要求1所述的超高密度防中子辐射混凝土的施工方法，其特征在于：所述混凝土入模温度控制包括混凝土原材料降温、加冰拌合、运输过程中的保温和合理的浇...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐倩，李剑，段义明，洪健，刘诗瑶，周毓载，程震，汪光波，甘晓东，
申请(专利权)人：中建三局第一建设工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：