深圳常用墙体材料辐射水平调研

孙浩，林洛莹（深圳市建筑科学研究院股份有限公司，广东深圳　518049）



深圳常用墙体材料辐射水平调研

孙浩，林洛莹
（深圳市建筑科学研究院股份有限公司，广东深圳518049）

摘要：对深圳市常用墙体材料中天然放射性物质的含量及其分布特点进行了调研。从深圳在建的130个民用建筑中选取了12种墙体材料，用低本底多道γ能谱仪测量其天然放射性核素含量。结果表明：12种常用墙体材料的460个样品的内照射指数没有超过GB 6566—2010规定的限值，外照射指数超过GB 6566—2010规定限值的有石子、蒸压灰砂砖、混凝土普通砖、粉煤灰、蒸压加气混凝土砌块，其中石子的外照射指数Iγ超标率最高，蒸压加气混凝土砌块超标率最低。通过对深圳常用墙体材料辐射水平的分析，为民用建筑建造过程中材料的抽检及选择建筑材料提供参考。

关键词：民用建筑；墙体材料；辐射水平

0 引言

我国“十五”期间将掺工业废渣新型墙体材料作为建筑工业的发展重点，发展新型建筑材料既节约了能源，也节约了土地，有利于保护环境和改善建筑功能。但是新型墙体材料往往掺入含有一定放射性的工业废渣［1］，因此调查研究目前民用建筑中墙体材料辐射水平是非常重要的。

各国研究人员对掺渣建材中的辐射水平进行了研究［2-3］。世界经济协作与发展组织制定了建筑材料中天然放射性物质含量的限值标准［4］。2001年欧共体组成专家讨论在新的基本安全指导标准中添加关于控制建筑材料放射性水平的建议［5］。很多国家如奥地利、挪威、比利时、芬兰、瑞典等制定了各自国家建筑材料中放射性核素限量标准［6］。我国于2001年发布实施了GB 6566《建筑材料放射性核素限量》，并于2010年重新修订发布［7］。

对于建筑材料放射性物质水平，世界各国和地区没有统一的限值标准。但是各国和地区都是根据建筑材料中天然放射性物质226Ra、232Th和40K活度浓度制定了外照射指数（Iγ）限值。GB 6566—2010中也制定了建筑材料外照射指数的限值，同时对建筑主体材料和装饰装修材料的外照射指数作了不同的规定［7］。有些国家，除了外照射指数，还有单独关于226Ra的限制指数IRa，也称为内照射指数。内照射指数是指建筑材料中天然放射性核素226Ra的放射性比活度除以规定的用于限制内照射的镭放射性比活度限值而得的商。瑞典规定226Ra的活度限值为200 Bq/kg，GB 6566—2010规定同样为200 Bq/kg［6-7］。

新型墙体材料分为板材和块材2大类。板材类可分为轻质板材和复合板材；块材又分为砖类和砌块类。在板材和块材中均有掺入工业废渣的产品，而且所占比例较高，如板材中有工业灰渣混凝土空气隔墙条板、石膏空心条板等；砌块类的蒸压加气混凝土砌块、粉煤灰空心砌块、粉煤灰砌块、石膏砌块等；砖材中的粉煤灰空心砖、模数砖和煤矸石空心砖等。另外，由于现代建筑房屋墙体有较大体量是混凝土墙，所以混凝土墙体的辐射水平也需要重点关注，水泥、黄砂、石子、粉煤灰等建筑材料同样需要进行辐射水平调查。本报告主要介绍了深圳市墙体材料的天然放射性物质含量及分布特点，分析常用墙体材料的辐射水平，为房屋建造过程中材料的抽检及选择建筑材料提供参考。

1 调查对象与方法

1.1 样品采集

为了使本次调查的深圳市常用墙体材料的辐射水平具有代表性，从深圳在建的约130个民用建筑中选取墙体材料，包括水泥、黄沙、石子、粉煤灰、混凝土砂浆、砌块、空心砖等。本次调查墙体成品随机取样2份，每份不少于3 kg，共采集460个材料样品（见表1），全部测试其天然放射性核素水平。

1.2 样品处理

样品在电热鼓风干燥箱中于200℃烘2 h，用粉碎机粉碎，经100目金属筛过筛。装入测量杯中密封7 d后待测。测量杯为Ф70 mm×70 mm的工程塑料，与标准样品测量尺寸相同。

1.3 仪器设备

全自动低本底多道γ能谱仪（型号：FYFS-2002F），湖北方圆环保科技有限公司生产，可测量能量范围为20 keV～10 MeV，能量分辨率≤7%（137Cs），能量线性≤±1%，稳定性为24 h峰位漂移＜1%，样品中Ra、Th、K放射性比活度之和大于37 Bq/kg时仪器的测量扩展总不确定度不大于10%（k=2）。

2 结果与讨论

本次调研的12类常用墙体材料的460个样品的放射性水平统计结果见表1。

表1 深圳常用墙体材料内外照射指数超标率

2.1 常用墙体材料内照射指数

由表1可知，调研的12类常用墙体材料460个样品中，混凝土墙体材料与非混凝土墙体材料的内照射指数均符合GB 6566—2010规定的限值，超标率为0。

GB 6566—2010采用内照射指数作为控制标准主要是为了减少室内氡对人体的危害，通过控制建筑材料中天然放射性核素226Ra放射性比活度，来达到控制氡辐射照射的目的。但近年来在实际研究和生活中发现，内照射指数符合标准要求的墙体材料仍然会导致室内氡浓度超标，主要原因是目前广泛使用的发泡技术生产的墙体材料，即使226Ra的比活度相近，其氡析出率会相差2～3个量级［8］。所以现行建筑材料的放射性控制标准并不能完全达到有效控制氡危害的目的。

此次调研的墙体材料内照射指数虽然符合GB 6566—2010规定的限值，但部分材料仍然具有导致室内氡浓度超标的风险。

2.2 常用墙体材料外照射指数

由表1可知，常用的墙体材料外照射指数Iγ超标率最高的是石子，其它依次是蒸压灰砂砖、混凝土普通砖、粉煤灰、蒸压加气混凝土砌块，而水泥、黄砂、混凝土砂浆、加气砖、空心砌块、蒸压陶粒混凝土实心墙板和纤维水泥板的外照射指数Iγ没有超标。

此次样品中的石子均为广东省内生产，由于广东地区存在天然放射性高的地区，石子的外照射指数超标率较高。粉煤灰外照射指数超标，水泥、黄砂没有超标，所以对于混凝土墙体材料中石子需要严格检测选择使用。

对于非混凝土墙体材料的板材和块材，外照射指数超标的较少，蒸压灰砂砖、混凝土普通砖、蒸压加气混凝土砌块超标，其中蒸压灰砂砖超标比例相对较高，所以对于蒸压灰砂砖在实际使用过程中需要提高抽检比例和抽检频次。

2.3 常用墙体材料天然放射性核素含量（见表2）

表2 墙体材料天然放射性水平及内外照射指数

由表2可以看出，样品中天然放射性核素226Ra、232Th、40K含量相对较高的是石子、粉煤灰、蒸压灰砂砖、混凝土普通砖及空心砌块，可以看出混凝土墙体材料中石子、粉煤灰的天然放射性相对较高，非混凝土墙体材料中的蒸压灰砂砖、混凝土普通砖、空心砌块的天然放射性相对较高。

深圳常用的墙体材料中石子均取材于广东省内，石子的天然放射性较高，可能是其产地天然放射性本身较高，这与广东的地质条件有关。实际工程中对于石子应重点检测，加强抽检比例和抽检频次，防止石子的天然放射性核素含量超过国家标准限值。非混凝土墙体材料中蒸压灰砂砖、混凝土普通砖的天然放射性核素含量较大，在选择使用此种材料时同样应该加强抽检比例和抽检频次，防止天然放射性核素含量超过国家标准限值。

3 结语

本次调查的12类常用墙体材料的460个样品的内照射指数没有超过GB 6566—2010规定的限值，外照射指数超过GB 6566—2010规定限值的有石子、蒸压灰砂砖、混凝土普通砖、粉煤灰、蒸压加气混凝土砌块，其中石子的外照射指数超标率最高，蒸压加气混凝土砌块超标率最低。

石子外照射指数超标率较高的原因可能与广东省内的石子场地天然放射性本底较高有关。实际工程中应加强石子的抽检比例和抽检频次，防止石子的天然放射性核素含量超过国家标准限值。

参考文献：

［1］陈英民，李福生，许家昂，等.新型墙材用工业废渣天然放射性物质分布特点［J］.中国辐射卫生，2005，15（1）：20.

［2］Booth GF.The need for radiation controls in the phosphate and related industries［J］.Health Physics，1977，32（4）：285-290.

［3］Stranden E.Assessment of radiological impact of using fly ash in cement［J］.Health Physics，1983，44（2）：145-153.

［4］OECD.Exposure to radiation from the natural radioactivityin building materials［C］//Nuclear Energy Agency.OECD，Paris：1979.

［5］Markkanen M.Challenges in harmonizingcontrols onthe radioactivity of building materials within the European Union［J］.Science of the Total Environment，2001，272：3-7.

［6］Risica S.Legislation on radon concentration at home and at work［J］.Radiation Protection and Dosimetry，1998，78（1）：15-21.

［7］刘福东，潘自强，刘森林.关于在建材放射性含量标准中增加氡析出率控制指标的建议［J］.辐射防护，2010（2）：108-112.

Survey of radiation levels of common wall materials in Shenzhen

SUN Hao，LIN Luoying
（Shenzhen Institute of Building Research，Shenzhen 518049，China）

Abstract：The contents and distribution characteristics of natural radionuclides in common wall materials of Shenzhen civil buildings were investigated. Twelve kinds of wall materials were selected from 130 civil buildings in Shenzhen，which were used in the construction. The radioactivity was determined with low background multi-channel γ-ray spectrometer. The results showed that the internal exposure index of 12 kinds of wall materials of 460 samples did not exceed the limits specified in the national standard GB 6566—2010. The materials which its external exposure index exceeded the limits specified in the national standard GB 6566—2010 were stone，autoclaved lime sand brick，concrete common brick，fly ash and autoclaved aerated concrete block. The excessive rate of external exposure index of stone was the highest，and the excessive rate of external exposure index of autoclaved aerated concrete block was the lowest. The data on the radiation level of wall materials in Shenzhen was a reference for the construction of civil buildings in the process of sampling and construction materials selection.

Key words：civil building，wall material，radiation level

中图分类号：TU52；X591

文献标识码：A

文章编号：1001-702X（2016）03-0070-03

基金项目：国家自然科学基金项目（11375164）

收稿日期：2015-11-03

作者简介：孙皓，男，1986年生，江苏宿迁人，工程师。