定义与作用必要时,以水泥为胶结材料,配上高密度石材(如重晶石、铁矿砂等)和含硼、锂等元素特种混凝土,用以屏蔽X射线,γ辐射和中子辐射。其干表面密度一般不少于28000 kg/m³,最高达2700–7000 kg/m³,常用作铅、钢等昂贵屏蔽材料的取代或组合,用以原子能反应堆、粒子加速器、工业和科研放射性同位素设施的维护构造。
组成与类型掺合料:普遍粉煤灰水泥;为提升屏蔽或耐温性,还可采用钡水泥、锶水泥、高铝水泥等特种水泥。
石材:以高密度石材为主,典型有重晶石(BaSO4)、磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)、褐铁矿、废钢等。;为增强中子屏蔽,可选用含结晶水的石材(如蛇纹石等)。
掺外加剂:为改善中子屏蔽,经常与硼沙、硼酸或锂盐混和;必需时和钢纤维配合,达到容积稳定和温控的需求。
种类区划:按水泥品种分成普通硅酸盐水泥型和特种水泥型;按屏蔽目标分成抗X/γ类型与抗中子型。
密度与屏蔽:密度越多,是吧γ/X射线消耗越大;为了降低构造厚度,施工中往往采用较高的密度级别。
保温和容量平稳:导出平稳:γ射线吸收产生的热量并控制温差,要求导热系数强、热膨胀系数低、干收拢小,匀称、无裂缝,具有一定的结构强度和阻燃性。
传热和厚度控制:混凝土传热相对不足,厚屏蔽时里外温差扩张,必要时依据箍筋或提升结构调整温度应力和空隙风险。
典型应用与选型要点
典型应用:核电站、反应堆屏蔽墙及顶板、加速器孔室、放射源库、工业探伤室、诊治急诊等。;针对厚层或大跨度构件,经常与混凝土构成叠合或夹心屏蔽墙,既有效也可施工。
选型要点:以X/γ以射线为主时,优先提升密度(重晶石/铁石);
以中子射线为主时,兼顾重元素 含氢轻元素(如结晶水石、硼/锂掺合料),并注意传热和温控;
结构应力、层厚、施工工艺(泵送/浇制)、温控和维护一体化设计与试验验证。
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