其主要性能参数之一是防辐射混凝土(又称屏蔽混凝土、重混凝土)的容重,直接关系到其对其的重量。γ辐射、X射线和中子辐射的屏蔽效果(密度越高,屏蔽性能越好)。由于石材种类、配合比设计和工程要求的不同,其密度范围略有不同,可分为以下几类:
1. 常规防辐射混凝土(重晶石或铁矿石)
常规防辐射混凝土通常采用重晶石(BaSO₄含量≥或者铁矿砂(表观密度)≥3700kg/m³)作为粗细骨料,通过提高石料密度来增加混凝土的容重。根据《防辐射混凝土》(GB/T 规范34008-2017,其干表观密度不低于2800kg/m³,一般工程应用中的密度范围为2800~3600kg/m³。例如,某医院CT大厅选用重晶石混凝土,设计要求密度为2800~3000kg/m³,调整重晶石粗细骨料的比例(江砂与重晶石砂的比例为3:重晶石粗骨料与普通碎石石材的比例为5。:5)干表观密度评估达到2895kg/m³,满足设计要求。
2. 高密防辐射混凝土(特殊石材)
高辐射环境(如质子重离子治疗中心)需要更高密度的混凝土才能有效屏蔽。此时,将使用更高密度的石头(表观密度),如铁矿砂和铁矿砂。≥4800kg/m³),或者加入铅、钡等重金属骨料,密度可以提高到3900kg/m³上述(湿度可达4000公斤/公斤/公斤m³)。例如,由于墙板、顶板厚度为4.2~4.7米,佛山和佑国际医院质子重离子中心PT区的设计要求干密度不低于3900kg/m³,选择密度高于4800kg/m³以铁矿砂和铁矿砂为石材,最终满足高密度要求。
3. 影响密度的重要因素
石料种类:重晶石、铁矿砂等重骨料密度越高,混凝土容重越大;
骨料级配:合理级配(如连续级配)可以提高石料的压实度,提高密度;
水泥剂量:水泥剂量过大会降低密度(水泥密度小于石料),需要规定平衡强度和密度;
水灰比例:水灰比过大容易导致石材离析,影响密度均匀性,一般控制在0.4~0.5之间。
综上所述,防辐射混凝土的密度应根据工程辐射防护要求、石材类型和施工工艺综合确定,常规商品密度多为2800~3600kg/m³间,高密度商品可达3900kg/m³以上。
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