重晶石防辐射混凝土的试验配制及工程应用

梁国强 ,孙飞鹏（上海建工材料工程有限公司技术质量部，上海 200086）

随着医疗科技的发展，直线加速器作为一种新兴科技产品在放射治疗过程中被大量应用。直线加速器虽然对相关疾病的医治效果良好，但伴随其使用，会大量产生电子线、X 射线、γ 射线、中子射线等高能电子辐射，其对周围人群造成的伤害，不能忽视。以混凝土结构作为屏蔽辐射的屏障，无疑是十分经济的。重晶石防辐射混凝土是一种以采用硫酸钡含量≥85%，且结合水较多的矿石—重晶石作为粗细集料拌制而成的混凝土。其通过加大混凝土的表观密度和密实度，以达到进一步提高防辐射能力的目的。

1 工程概况

某医院新建项目（一期），总建筑面积 158 769 m2。建设内容包括 12 层高主楼、3 层高辅楼以及整个场地下的 3 层地下室。本工程地下结构形式为钢筋混凝土框架剪力墙结构，其中涉及重晶石混凝土浇捣的区域为 B 1 层南侧的射波刀设备（一种直线加速器的改进形式）专用房间，整体重晶石混凝土用量约为 2 200 m³，顶板与底板厚 2 500 mm，侧墙厚 2 000 mm。重晶石混凝土设计强度为 C 40（龄期为 28 d），要求混凝土表观密度 ≥3 200 kg/m³。

2 试验配制

2.1 配合比设计思路

配合比设计，应从 4 方面加以综合考虑。

(1) 表观密度：普通混凝土一般表观密度为 2 400 kg/m³ 左右。重晶石混凝土表观密度则为 2 800～3 600 kg/m³，表观密度的增加通常通过粗细集料选用重晶石和重晶砂来实现。3 200 kg/m³ 的要求在重晶石混凝土里并不算高，因此可以考虑用天然集料替代部分重晶砂石。

(2) 水化热控制：顶板、底板以及侧墙的厚度都大大超过了 1 000 mm，属于大体积混凝土结构，则水化热的控制就必须予以关注了。……