1.重晶石防辐射混凝土概述。

重晶石混凝土以重晶石和重晶砂为粗细骨料，通过增加混凝土的表观密度和密度，可以**吸收x射线和γ射线，减少对人体的伤害。重晶石混凝土对原材料和配合比要求很高，需要适量的浆填充骨料间隙，确保满足设计要求，通常需要多次试验，确定配合比；由于重晶石混凝土搅拌过程中测量困难，铁矿石密度大，测量冲量迅速上升，难以控制，必须采用半自动或手动控制，尽量减少铁矿石冲量造成的测量误差。

2.原材料及试验方法。

2.1原料。

重晶石：破碎成连续级配的粗细骨料，其物理性能见表1和表2。

重晶石粉：表观密度大于4200kg/m3，细度大于600目。

水泥:P.O42.5级普通硅酸盐水泥。

掺合料：选用一级粉煤灰；一级硅粉；S75矿粉。

1.重晶石防辐射混凝土概述。

重晶石混凝土以重晶石和重晶砂为粗细骨料，通过增加混凝土的表观密度和密度，可以**吸收x射线和γ射线，减少对人体的伤害。重晶石混凝土对原材料和配合比要求很高，需要适量的浆填充骨料间隙，确保满足设计要求，通常需要多次试验，确定配合比；由于重晶石混凝土搅拌过程中测量困难，铁矿石密度大，测量冲量迅速上升，难以控制，必须采用半自动或手动控制，尽量减少铁矿石冲量造成的测量误差。

2.原材料及试验方法。

2.1原料。

重晶石：破碎成连续级配的粗细骨料，其物理性能见表1和表2。

重晶石粉：表观密度大于4200kg/m3，细度大于600目。

水泥:P.O42.5级普通硅酸盐水泥。

掺合料：选用一级粉煤灰；一级硅粉；S75矿粉。

表1破碎重晶石的物理性能指标。

表5是本试验重晶石防辐射混凝土的物理性能试验结果。从表5可以看出，由于重晶石密度大，所有试验组的流动性和28d强度都可以满足要求。

本项目为大体积重晶石防辐射混凝土，凝胶材料水化热大的水化热。如果不采取措施控制温度裂缝，一旦产生微裂缝，将对混凝土屏蔽辐射的能力产生很大影响。为了减少凝胶材料的水化热，提高混凝土的施工和易性，本试验采用矿物掺合料代替部分水泥。A1组单掺粉煤灰具有良好的物理性能；A2组单掺矿粉容易离析，无法泵送施工；A3组单掺硅粉对混合物的流动性影响不大，但其粘度增加，混凝土粘度增加。由于重晶石骨料密度高，泵送施工困难。因此，选择粉煤灰更适合矿物掺合料，可显著降低早期混凝土强度和早期水化反应放热。

A4~A5组为复合试验，二组配合比的施工性能明显提高，但混合物的表观密度无法达到3600kg/m3的技术指标。这是因为掺合物的密度为2200~2800kg/m3。

掺入掺合料后，其体积不能被表观密度4200kg/m3的重晶石和砂占据，因此表观密度较小。

A7组增加了重晶石粉，使骨料之间的小孔充满了高密度的重晶石粉。其密实度增加，表观密度相应增加。测量的表观密度为3633kg/m3，满足设计要求，施工性能和强度也满足设计要求。因此，A7组配合比为本项目重晶石混凝土施工配合比。

4工程施工

图1(a)为破碎后的重晶石照片，图1(b)为破碎后的重晶砂照片。从图中可以看出，破碎后的重晶石颗粒不规则，多为长条、多棱角，不易作为粗骨料泵送；重晶砂破碎后，颗粒不规则，类似于多边形晶体，表面粗糙。此外，重晶砂的密度约为普通砂的两倍。作为泵送混凝土的砂，经过一段时间的泵送，重晶砂和重晶石很可能会堆积在泵管的接口和弯曲处。在实际工程中，重晶石的破碎颗粒无法改变。本研究只能尝试改变重晶砂的表面形状，使其形状更加圆润。图1(c)为制砂机加工的重晶砂，从图中可以看出，重晶砂的颗粒类型有了很大的改善，类似于球形，其等级更接近普通砂。

(a)破碎的重晶石(b)破碎的重晶砂(c)制砂机加工的重晶砂。

结束语

(1)重晶石防辐射混凝土更适合用15%粉煤灰代替部分水泥。

（2）泵送重晶石防辐射混凝土的重晶砂必须用制砂机加工成合适的粒径，实际施工中可使用近似球形的重晶砂。

（3）重晶石防辐射混凝土的表观密度较大。考虑到设备在生产过程中的荷载能力，每盘材料的用量应按普通混凝土的60%~70%计量，即每盘只能搅拌0.6~0.7m3；同时，运输罐车只能装载4m3的重晶石防辐射混凝土，施工过程中罐车不能停止旋转，否则混凝土会下沉，放料时快速搅拌容易翻车。