重晶石混凝土施工技術在醫療建筑中的應用

李永紅，陳劍波 （南京交通職業技術學院，江蘇 南京 211188）

1 工程概況

慈林醫院在建項目位于浙江省慈溪市觀海衛鎮，場地東鄰桃園路，南鄰世紀大道。本工程主要由11層住院樓、2～5層醫技樓、4層門診樓、2層后勤服務樓、2層傳染病門診樓及1層能源中心組成。總用地面積119998 m2，其建筑面積為81747.8 m2。其中，直線加速器位于門診樓東側511軸~515軸交5H軸~5N軸范圍，該范圍底板厚度1.1m，完成面標高-6.600m。所有混凝土強度等級C30，抗滲標號P8，頂板采用重晶石混凝土，重晶石混凝土容重30kN/m3，直線加速器的墻板、頂板、底板為防止裂縫，采用高分子纖維混凝土，纖維抗拉強度≥700MPa，摻量1.0kg/m3,頂板混凝土方量約500m3。

2 施工重點及難點

①直線加速器房頂板厚度2.3m，重晶石混凝土容重達到30kN/m3，根據建質（2009）87號文《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》，施工總荷載超出15kN/m2，模板支撐屬于超出一定規模的危險性較大的分項工程。模板支撐系統的設計、施工需重點控制，確保安全。

②由于直線加速器具有高放射性，該部位墻板厚度均超過1m，屬于大體積混凝土，施工中需重點控制混凝土的配制、澆筑，采取專門的保溫養護措施，避免混凝土裂縫。

③重晶石混凝土容重達到30kN/m3，混凝土澆筑采用泵車進行泵送，泵送對混凝土塌落度要求比較高，塌落度太大容易導致重晶石下沉，塌落度太小無法泵送，在施工過程中嚴格將混凝土塌落度控制在120mm~140mm之內。

④為降低混凝土水化熱，需考慮采用60d后期混凝土強度，延后水化熱時間，降低混凝土絕熱溫升，從而控制混凝土裂縫。

⑤必須嚴格控制混凝土入模溫度，可以采用冷水拌合，露天放置粗細骨料降低骨料溫度等措施降低混凝土入模溫度。

圖1 重晶石混凝土直線加速器房剖面圖

3 重晶石混凝土工藝原理

重晶石混凝土采用密度大，含結合水多的重晶石碎石、重晶石砂等粗細骨料（主要成分為以普通水泥作為膠凝材料，同時加入水、外加劑按一定配合比拌合形成防輻射混凝土。其表觀密度大，對X 射線和γ 射線防護性能好；骨料中有大量的結合水，氫元素含量多，能有效防護中子流。重晶石混凝土澆入模成型后與鋼筋骨架共同形成具有特殊防輻射性能的混凝土結構。

通過優選原材料和科學的配合比設計；確保混凝土在拌合和成型過程中防止離析、保持均勻、成型密實；控制大體積混凝土溫度裂縫，以及施工縫的特殊處理。從而保證結構混凝土的表觀密度和結構構件厚度符合設計要求，達到設計的防輻射效果。

4 原材料選用與配合比設計

4.1 原材料選用

水泥：采用PO.42.5普通硅酸鹽水泥，其質量應符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》（GB175－1999）和《高強高性能混凝土用礦物外加劑》（GB/T18736-2002）的相關要求。也可采用其他密度較大、耐熱性能好、低水化熱的水泥。

重晶石碎石、重晶石砂：表觀密度要求在4300kg/m3以上，其BaSO4含量不低于85%，內含石膏或黃鐵礦的硫化物及硫酸化合物不超過7%，碎石含泥量≤1%。

4.2 拌合用水

混凝土拌合用水應符合《混凝土拌合用水標準》（JGJ63-89）的相關要求。外加劑：泵送劑、減水劑和膨脹劑質量應符合《混凝土外加劑應用技術規程》（GB50119－2003）的相關要求。拌制混凝土所使用的砂石需露天放置，降低骨料溫度，從而降低混凝土入模溫度。筑停歇而出現施工縫。

4.2 混凝土溫度裂縫的防治

①采用普通42.5級硅酸鹽水泥，并摻加外加劑。

②提高混凝土的密實度，調整級配，石子含泥量小于1%，砂的含泥量小于3%，并加強振搗。

③混凝土一次澆筑，不留施工縫。

④摻加外加劑，延長混凝土初凝時間，推遲水化熱的峰值期。

⑤摻加膨脹劑，使混凝土補償收縮，減少混凝土的溫度應力。

⑥加強施工中的溫度控制：

按1∶6的坡度平行推進，保持下層混凝土被上層混凝土覆蓋之前溫度降至最低（保證初凝前澆上層的情況下），使水化熱盡快散失。

澆筑完畢后，立即覆蓋塑料布及阻燃毛毯，做好混凝土的保溫保濕工作，使混凝土緩緩降溫，充分發揮徐變特性，減低溫度應力。

保證養護時間14d以上，延緩降溫時間和速度，充分發揮混凝土的應力松弛效應。

加強測溫和溫度監測與管理，隨時控制混凝土內的溫度變化，內外溫差控制在25℃以內，若有超溫現象及時上報技術室，根據溫差調整保溫及養護措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不致過大，以有效控制有害裂縫的出現。

5 成品保護

①底板混凝土澆筑完畢后，要做好保護，在混凝土強度未達到1.2MPa以上，嚴禁上人，避免將表面踏踩，高低不平。（具體上人時間由技術組根據同條件試塊的抗壓強度通知）

②混凝土要及時用塑料布覆蓋養護，防止混凝土表面產生干縮裂縫。

③澆注混凝土時不得直接站在導墻模板上操作，防止影響模板加固質量。

④施工時注意保護上部鋼筋表面清潔，防止插筋上所包裹的塑料布脫落。

[1]江正榮.建筑施工計算手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,2001.

[2]GB50204-2002,混凝土結構工程施工質量驗收規范(2011年版）[S].北京:中國建筑工業出版社,2002.

[3]JGJ3-2002,高層建筑混凝土結構技術規程[S].北京:中國建筑工業出版社,2002.

[4]GB50496-2009,大體積混凝土施工規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2009.

[5]GB50164-92,混凝土質量控制標準[S].北京:中國建筑工業出版社,1993.