重晶石混凝土施工技术在医疗建筑中的应用

李永红，陈剑波 （南京交通职业技术学院，江苏 南京 211188）

1 工程概况

慈林医院在建项目位于浙江省慈溪市观海卫镇，场地东邻桃园路，南邻世纪大道。本工程主要由11层住院楼、2～5层医技楼、4层门诊楼、2层后勤服务楼、2层传染病门诊楼及1层能源中心组成。总用地面积119998 m2，其建筑面积为81747.8 m2。其中，直线加速器位于门诊楼东侧511轴~515轴交5H轴~5N轴范围，该范围底板厚度1.1m，完成面标高-6.600m。所有混凝土强度等级C30，抗渗标号P8，顶板采用重晶石混凝土，重晶石混凝土容重30kN/m3，直线加速器的墙板、顶板、底板为防止裂缝，采用高分子纤维混凝土，纤维抗拉强度≥700MPa，掺量1.0kg/m3,顶板混凝土方量约500m3。

2 施工重点及难点

①直线加速器房顶板厚度2.3m，重晶石混凝土容重达到30kN/m3，根据建质（2009）87号文《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》，施工总荷载超出15kN/m2，模板支撑属于超出一定规模的危险性较大的分项工程。模板支撑系统的设计、施工需重点控制，确保安全。

②由于直线加速器具有高放射性，该部位墙板厚度均超过1m，属于大体积混凝土，施工中需重点控制混凝土的配制、浇筑，采取专门的保温养护措施，避免混凝土裂缝。

③重晶石混凝土容重达到30kN/m3，混凝土浇筑采用泵车进行泵送，泵送对混凝土塌落度要求比较高，塌落度太大容易导致重晶石下沉，塌落度太小无法泵送，在施工过程中严格将混凝土塌落度控制在120mm~140mm之内。

④为降低混凝土水化热，需考虑采用60d后期混凝土强度，延后水化热时间，降低混凝土绝热温升，从而控制混凝土裂缝。

⑤必须严格控制混凝土入模温度，可以采用冷水拌合，露天放置粗细骨料降低骨料温度等措施降低混凝土入模温度。

图1 重晶石混凝土直线加速器房剖面图

3 重晶石混凝土工艺原理

重晶石混凝土采用密度大，含结合水多的重晶石碎石、重晶石砂等粗细骨料（主要成分为以普通水泥作为胶凝材料，同时加入水、外加剂按一定配合比拌合形成防辐射混凝土。其表观密度大，对X 射线和γ 射线防护性能好；骨料中有大量的结合水，氢元素含量多，能有效防护中子流。重晶石混凝土浇入模成型后与钢筋骨架共同形成具有特殊防辐射性能的混凝土结构。

通过优选原材料和科学的配合比设计；确保混凝土在拌合和成型过程中防止离析、保持均匀、成型密实；控制大体积混凝土温度裂缝，以及施工缝的特殊处理。从而保证结构混凝土的表观密度和结构构件厚度符合设计要求，达到设计的防辐射效果。

4 原材料选用与配合比设计

4.1 原材料选用

水泥：采用PO.42.5普通硅酸盐水泥，其质量应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175－1999）和《高强高性能混凝土用矿物外加剂》（GB/T18736-2002）的相关要求。也可采用其他密度较大、耐热性能好、低水化热的水泥。

重晶石碎石、重晶石砂：表观密度要求在4300kg/m3以上，其BaSO4含量不低于85%，内含石膏或黄铁矿的硫化物及硫酸化合物不超过7%，碎石含泥量≤1%。

4.2 拌合用水

混凝土拌合用水应符合《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-89）的相关要求。外加剂：泵送剂、减水剂和膨胀剂质量应符合《混凝土外加剂应用技术规程》（GB50119－2003）的相关要求。拌制混凝土所使用的砂石需露天放置，降低骨料温度，从而降低混凝土入模温度。筑停歇而出现施工缝。

4.2 混凝土温度裂缝的防治

①采用普通42.5级硅酸盐水泥，并掺加外加剂。

②提高混凝土的密实度，调整级配，石子含泥量小于1%，砂的含泥量小于3%，并加强振捣。

③混凝土一次浇筑，不留施工缝。

④掺加外加剂，延长混凝土初凝时间，推迟水化热的峰值期。

⑤掺加膨胀剂，使混凝土补偿收缩，减少混凝土的温度应力。

⑥加强施工中的温度控制：

按1∶6的坡度平行推进，保持下层混凝土被上层混凝土覆盖之前温度降至最低（保证初凝前浇上层的情况下），使水化热尽快散失。

浇筑完毕后，立即覆盖塑料布及阻燃毛毯，做好混凝土的保温保湿工作，使混凝土缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力。

保证养护时间14d以上，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的应力松弛效应。

加强测温和温度监测与管理，随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，若有超温现象及时上报技术室，根据温差调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不致过大，以有效控制有害裂缝的出现。

5 成品保护

①底板混凝土浇筑完毕后，要做好保护，在混凝土强度未达到1.2MPa以上，严禁上人，避免将表面踏踩，高低不平。（具体上人时间由技术组根据同条件试块的抗压强度通知）

②混凝土要及时用塑料布覆盖养护，防止混凝土表面产生干缩裂缝。

③浇注混凝土时不得直接站在导墙模板上操作，防止影响模板加固质量。

④施工时注意保护上部钢筋表面清洁，防止插筋上所包裹的塑料布脱落。

[1]江正荣.建筑施工计算手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.

[2]GB50204-2002,混凝土结构工程施工质量验收规范(2011年版）[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[3]JGJ3-2002,高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[4]GB50496-2009,大体积混凝土施工规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[5]GB50164-92,混凝土质量控制标准[S].北京:中国建筑工业出版社,1993.