1、 长安医院设备用房模板及重混凝土施工方案 大体积防辐射混凝土施工方案 本工程的大体积防辐射混凝土属于重要工序。 防辐射混凝土又称为屏蔽混凝土、重混凝土或核反应堆混凝土 , 是原子核辐射源装置常用的防护材料 , 它能有效屏蔽原子核辐射 .所谓原子核辐射 ,一般是指 射线、 射线、 射线和中子流 . 由于 射线、 射线穿透力较低 , 厚度很小的防护材料也能完全挡住它们 , 所以防辐射混凝土要屏蔽的射线主要是 射线和中子射线 1. 射线是一种具有极大穿透力的电磁波 , 在穿过防护物质时可逐渐被吸收 , 当防辐射混凝土墙体厚度为常数时 , 防 射线的性能与其密度成正比 ,物质的密度愈大 , 防护性能愈
2、好 , 当防辐射混凝土达到一定厚度时 , 射线可被完全吸收 .一般防辐射混凝土均采用重骨料配制成重混凝土 . 中子射线是由不带电的微粒组成 , 密度大的材料对能量大的快中子有减速作用 , 但对能量低的热中子不具有减速效果 , 要削弱中子射线 , 防辐射混凝土中不仅须含重元素 , 还要含有一定数量氢原子和水的轻元素 . 长安医院放射设备用房 为 1 层框架 剪力墙结构 , 建筑面积 约 455 , 该工程的 治疗室 的混凝土墙及顶板设计为 防辐射 混凝土 ， 作为防射线的遮蔽体 .治疗室 的防辐射混凝土强度等级 C30, 素混凝土的容重 2500Kg/m3, 墙厚 0.5m、1m、 1.5m.、
3、 1.8m, 顶板厚度为 1.2、 0.7 米 。 该防辐射混凝土的施工应着重解决原材料的选择、配合比设计和大体积混凝土施工等技术难题 . 4.1 防辐射混凝土施工方案 4.1.1 原材料的选择 水泥 : 选用 PO42.5 级 普通 硅酸盐水泥 . 外加剂 : 选用缓凝高效减水剂 ,缓凝高效减水剂对新拌混凝土具有较好的保坍性 , 减水率 20%以上 , 不泌水 , 可明显提高混凝土的和易性、泵送性和耐久性 , 28 天强度可提高 25%以上 , 延迟水泥水化热放热时间 , 在保证相同条件的前提下可节约水泥 10- 20%. 骨料 : 选用粗、中砂 , 含泥量 3%; 碎石选用最大粒径为 31
4、.5mm 连续级配的优等品 , 含泥量 1%。 由于设计要求抗辐射素混凝土的容重 2500Kg/m3, 因此在每立方混凝土中加入 100 Kg 硫酸钡 ( 重晶石 ) , 可满足设计要求 。 4.1.2 防辐射混凝土的配合比设计 防辐射混凝土的密度越大 , 其屏蔽效果越好 , 故配合比设计时应优先考虑混凝土的表观密度和密实程度 , 再考虑强度和施工工 艺 .配合比必须满足下列要求 : ( 1) 选用骨料密度要大 ; ( 2) 混凝土的水泥用量不宜过大 , 水泥用量过多时 , 其容重则下降 ; ( 3) 水灰比控制在 0.4 0.5 之间 ; ( 4) 考虑防辐射混凝土骨料的比重较大 , 混凝土
5、易分层 , 为避免因骨料重而引起骨料离析 , 坍落度不能太大 , 出机混凝土坍落度应控制在 18020mm. 该抗辐射混凝土施工 , 采用 商品 泵送混凝土 .混凝土强度等级为 C30, 坍落度160 200mm, 砂率为 35%, 混凝土的配合比为水泥 :砂 :卵 石 : 粉煤灰 :矿粉 :水 : UNF-MC 型 缓凝高效减水剂 =1:2.8:0.6:5.2:0.3:0.12:0.64:0.05, (每立方米混凝土加入 150Kg 重晶石 )施工过程中 , 测定砂、石的含水率 ,及时调整配合比 . 4.1.3 施工缝的留设 防辐射混凝土施工缝的设置是重要的一环 ，为保证混凝土的抗辐射效果，
6、本工程墙体和顶板一次性整体浇筑，不留置施工缝，只考虑基础筏板施工完毕与墙体之间有水平施工缝，该水平施工缝如下图所示： 墙体水平施工缝墙厚4.2 大体积混凝土的施工 4.2.1 模板工程 ( 1) 对 1.2m 厚的顶板 ,立 杆 采用间距为 450 450mm 的 钢管 支撑 , 板底铺18mm 厚的 竹胶板 把板荷载均匀传递到 下层方木上。 ( 2) 砼 墙采用加密 16 对拉螺栓 ; 外侧模板的架管采用 满堂架 水平对撑 、剪刀撑等形式把剪力墙上的侧压力传递到 水平方向剪力墙及 框架梁和柱、地梁上 .由于架管太多 , 为了保证墙和板的断面尺寸 , 在架管的端部采用了可调支撑 , 这样也能保
7、证架管和墙面充分接触 . ( 3) 为了防止支撑结构局部突然失稳 , 增加了斜撑和剪刀撑的数量和纵横两面支撑连接 , 形成了一个含有多个多余约束的超静定结构体 系 . 4.2.2 混凝土工程 4.2.2.1 混凝土施工配合比 本工程用 C30凝土施工配合比 材料名称 水泥 砂 石子 重晶石 粉煤灰 水 外加剂 用量 kg/m 250 700 1300 150 80 160 11.5 4.2.2.2、大体积混凝土热工计算 4.2.2.2.1 大体积混凝土温度监测 4.2.2.2.1.1 监测方法及监测设备 选用北京市建筑研究院便携式建筑电子测温仪 JDC-2。 4.2.2.2.1.2 监测方法
8、系统采用电感方式，能定时在线监测各测点温度，并跟 踪记录，测量数据及其变化趋势以图表两种方式实时显示。 4.2.2.2.1.3 测点布置 在顶板平面共布置五个点，每一个点上下布置三个测温探头，见下图。 500500点点点点 点1L L1 1 1LL22治疗室顶板混凝土测温点平面布置图11- 1 剖面测温点布置图505011111A 点A 点 点 点 点3L3LA 点 23 点点23 点点23点2点3点点2点3在 1.8 米厚墙各布置一个测温点，每个点上布置四个测温探头，见下图： 点111. 8 米厚混凝土墙测温点平面布置图1- 1剖面测温点布置图10001000100010001000点点点1
9、2点341.2 米厚顶板 测温点与测温线的长度 测点 编号 测温线长度（ m） 1 2 3 A 0.5 1 1.5 B O.5 1 1.5 C O.5 1 1.5 D O.5 1 1.5 E O.5 1 1.5 数量合计 2.5 5 7.5 备注 本工程使用测温线由北京市建筑工程研究院供应 联系电话： 010 68283001 1.8 米厚墙 测温点与测温线的长度 测点编号 测温线长度（ m） 1 2 3 4 F 5 4 3 2 数量合计 5 4 3 2 备注 本工程使用测温线由北京市建筑工程研究院供应 联系电话： 010 68283001 4.2.2.2.1.4测温实施计划 基础测温成立测温
10、小组，测温前要经过专业培训。测温管安装时位置应准确，并与钢筋及固定架绝热。 在浇筑期间，每隔两小时测温次，在浇筑完毕后 3 天内，每两小时测温次。 4 7 天 每四小时次 8 14 天 每八小时次 砼入模温度每工作班不少于三次。大气温度每天不少于四次。 测温人员要对测温工作高度重视，责任心强，精心工作，严禁偷懒，认真做好测温记录。在测温期间，如果发现温控超过指标，应以保温为基本点，采用加盖草袋等措施，并向有关人员及时报告。 内 表 温 差 温 控 指 标 表 温度内容 温控指标 备注 Tr 5 Tr Tr 为入模温度 内表温差 25 降温速度 /d 1.5 温度梯度 /m 15 4.2.2.2
11、.2、大体积混凝土热工计算： 大体积混凝土因体积较大，由水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差相当大，为了保证混凝土的质量，应预先进行热工计算判断温度之差，以便制定相关措施。因所用的混凝土配合比是在浇筑时取得，此热工计算所用的各项参数为 C30 混凝土的配合比，以期预算混凝土的内部温度与表面温度之差大 致是否在 25以内，以决定是否采取其它的施工措施。 施工期时置夏季，日平均气温按 20考虑。 4.2.2.2.2.1 混凝土拌合温度（使用商品混凝土，暂定温度为 18） 4.2.2.2.2.2 混凝土出料温度： 使用商品混凝土，故 TI = Tc =18 4.2.2.2.2.3 混凝土浇筑
12、温度： Tj= Tc +（ Tq - Tc ）（ A 1+ A2+ A3 + An）计算。 Tj-混凝土浇筑温度 ( ) Tc -混凝土拌合温度 ( ) Tq-室外平均气温 ( ) A1+ A2+ A3 + An-温度损失系数，其值按下列考虑： 1）混凝土装卸每次 A=0.032 2）混凝土运输时 A=，为运输时间（ min），取 0.0042 3）浇筑过程中 A= 0.003 , 为浇筑时间（ min） 装料 A1= 0.032 商混运输暂估 30min A2=0.0030 30=0.090 浇捣 15min: A6= 0.003 15 = 0.045 则 A= A1+ A2+ A3+ A4
13、+ A5+ A6= 0.229 Tj=18+( 20 18 ) 0.167 =18.3 4.2.2.2.2.4 混凝土绝热温升 混凝土在凝固过程中 3d 时水化热温度最大，故计算龄期 3d 的绝热温升。混凝土浇筑层厚度为 1.2m，假定结构四周没有任何散热和热损失的情况下，水泥水化热全部转化成温升后的温度值。而混凝土的最终绝热温升是与水泥用量、水泥品种、混凝土的热学性能有关，可按下式计算： Tn=mcQ/cp+mf/50 不同岭期的混凝土绝热温升可按下式计算： T = Tn（ 1-e-m ） 式中： Tn-混凝土最终绝热温升 ( )； T -在 龄期时混凝土绝热温升 ( )； mc -每立方混
14、凝土中的水泥用量（ Kg）； Q-每 Kg 水泥水化热量（ KJ/kg）此处取 334 KJ/kg； c-混凝土的比热，可按 0.97 KJ/kg K计算； -混凝土的密度，取 2500 （ kg/m3） mf-每立方混凝土中粉煤灰用量（ Kg）； e-常数，为 2.718； m-混凝土水化热时温升系数，随水泥品种及浇筑温度而异，一般为0.3-0.41； -岭期（ d）。 计算水化热温升时的 m 值 浇筑温度（ ） 5 10 15 20 25 30 m 0.295 0.318 0.340 0.362 0.384 0.406 1） 计算混凝土的最高绝热温升： Tn=mcQ/cp+mf/50 =2
15、50 334/0.97 2500+80/50 =36.03 2） 计算混凝土 1-28d 的绝热温升： T =36.03（ 1-2.718-0.362 ） 当 =1 时： T1=36.03（ 1-2.718-0.362 1） =10.95； 当 =3 时： T3=36.03（ 1-2.718-0.362 3） =23.85； 当 =6 时： T6=36.03（ 1-2.718-0.362 6） =31.92； 当 =9 时： T9=36.03（ 1-2.718-0.362 9） =34.66； 当 =12 时： T12=36.03（ 1-2.718-0.362 12） =35.56； 当 =1
16、5 时： T15=36.03（ 1-2.718-0.362 15） =35.88； 当 =18 时： T18=36.03（ 1-2.718-0.362 18） =35.99； 当 =21 时： T18=36.03（ 1-2.718-0.362 21） =35.99； 当 =24 时： T15=36.03（ 1-2.718-0.362 24） =35.99； 当 =27 时： T18=36.03（ 1-2.718-0.362 27） =35.99； 当 =30 时： T18=36.03（ 1-2.718-0.362 30） =35.99； 5.2.2.2.2.5混凝土内部温度： 水泥水化热引起的
17、绝热温升后，浇筑温度 Tj,即为在绝热状态下的混凝土内部温度，可按下式计算： Tr（） =Tj+ T Tr（） -在绝热 状态下，不同龄期的混凝土内部温度（ ）。 不同龄期水化热降温系数与浇筑块厚度的关系 浇筑块厚度（ m） 不同龄期（ d）时的 值 3 6 9 12 15 18 21 1.2 0.42 0.31 0.19 0.11 0.07 0.04 0.03 注： = Tm/ Tn； Tm-混凝土由水化热引起的实际温升（ ）。 工程实践证明，在散热条件大致相似的情况下，浇筑块的厚度不同，散热的温度也不同，并大致符合“越薄散热越快，越厚散热越慢”的规律。 混凝土浇筑块厚度越薄，水化热温升阶段
18、则越短，最高温度的峰值出现 较早，并且很快有降温趋势；而浇筑块越厚，则水化热的温升阶段较长，最高温度的峰值出现时间稍后，且持续较长。 外界气温越底，混凝土内部散 热越快，但是必须保证混凝土内部温度与表面温度差控制在 25内。因此，水化热温升阶段较短，最高温度的峰值出现时间更早，并且持续时间更长。 混凝土内部的中心温度，可按下式计算： Tmax= Tj+ T 式中： Tmax-混凝土中心温度（ ）； Tj-混凝土的浇筑温度（ ）； T -在（）龄期时混凝土的绝热温升（ ）； -不同浇筑块厚度的温度系数。 以不同龄期（ d）时的 值，可求出不同龄期的水化热温升： 本工程混凝土浇筑层厚度为 1.2m
19、： =3d时， Tmax= Tj+ T =18.3+10.017=28.317； =6d时， Tmax= Tj+ T =18.3+9.89=28.19； =9d时， Tmax= Tj+ T =18.3+6.58=24.88； =12d 时， Tmax= Tj+ T =18.3+3.94=22.24； =15d 时， Tmax= Tj+ T =18.3+2.52=20.82； =18d 时， Tmax= Tj+ T =18.3+1.44=19.74； =21d 时， Tmax= Tj+ T =18.3+1.08=19.38； 4.2.2.2.2.6混凝土表面温度： 采用镜面板支设维护，混凝土表面采用三层塑料薄膜、三层再生棉毡。大气温度 Tq=20。 1）、混凝土的虚铺厚度： h =K /（ =1/（ i/ i） +（ 1/ q） 式中： K-计算折减系数，可取 0.666； i-各种保温材料的厚度（ m）； i-各种保温材料的 导热系数（ W/m K）； q-空气层传热系数， 可取 23W/m2 K； -混凝土的导热系数取 2.33（ W/m K）； 1-塑料纸及保温层的传热系数 W/m2 K： 1=1/（ i/ i） +（ 1/ q）
