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本文選自《商品混凝土》雜志2024年第5期

直線加速器混凝土澆筑方案

鄔錦斌，黃鎮(zhèn)榮，陳宇飛，韓陽，張崢，譚廣源，朱炯杰

［摘要］直線加速器混凝土機(jī)房作為放射性治療功能性房間，其對(duì)結(jié)構(gòu)密實(shí)性要求嚴(yán)格，要求放射性射線不能穿過墻體，對(duì)其他房間產(chǎn)生放射性危害。因此在結(jié)構(gòu)階段，要求混凝土澆筑密實(shí)，不能出現(xiàn)施工冷縫，更不能出現(xiàn)裂縫，要保證主體的完整性。混凝土澆筑時(shí)要求一區(qū)段內(nèi)一次性澆筑完成，并在分隔縫處理位置做高低差處理，高低差處避開人體高度范圍。筆者通過試驗(yàn)研究及工程實(shí)踐，將直線加速器混凝土的試驗(yàn)及澆筑過程歸納總結(jié)，希望可以為同行提供參考及借鑒。

［關(guān)鍵詞］直線加速器混凝土；澆筑；方案

工程概況

高頻直線加速器（high-frequency linear accelerator）簡稱直線加速器，是指用沿直線軌道分布的高頻電場加速帶電粒子的裝置。顧名思義直線加速器混凝土就是用在直線加速器裝置的混凝土。

中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院嶺南醫(yī)院二期建設(shè)工程施工總承包位于廣東省廣州市黃埔區(qū)開創(chuàng)大道2693號(hào)，工程規(guī)劃總用地面積86841m，在一期600張床位基礎(chǔ)上，二期增加900張床位，主要包括二期規(guī)劃擴(kuò)建建筑面積208183m，拆除一期原生活樓3324m，一期加固面積為5740m。項(xiàng)目建成后將成為集醫(yī)療、預(yù)防、保健、康復(fù)、教學(xué)、科研為一體的現(xiàn)代化綜合性三級(jí)甲等醫(yī)院。

本工程直線加速器為地下室負(fù)二層，墻厚1.53.0m，頂板厚度1.83.0m，厚度均超過1m，故本工程直線加速器墻及頂板均為大體積混凝土，特制定專項(xiàng)方案保證大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。

直線加速器混凝土的試驗(yàn)過程

2.1原材料的選擇

最初根據(jù)直線加速器防輻射要求優(yōu)先選用重晶石骨料作為主要原材料，重晶石具有吸收射線的性能。重晶石混凝土是一種容重較大、對(duì)射線具有屏蔽能力的混凝土。重晶砂的堆積密度2800kg/m，重晶石的堆積密度2500kg/m，重晶石的表觀密度4300kg/m，混凝土表觀密度達(dá)3500kg/m。因?yàn)楣橇系拿芏缺人?、礦渣粉、粉煤灰等粉料的密度還高，對(duì)混凝土拌合物性能有一定的影響，骨料容易下沉，漿體上浮，不易拌合均勻，如果混凝土和易性不好容易造成離析分層。通過大量的試配工作，克服重重困難，基本解決混凝土的和易性問題，并滿足施工要求。但由于其他原因，最終放棄使用重晶石混凝土，改為標(biāo)準(zhǔn)混凝土，然后又根據(jù)施工要求重新選材。

（1）水泥：因墻體厚度最大達(dá)3m，梁板厚度也有1.83.0m，所以按大體積混凝土施工，在選用水泥時(shí)優(yōu)選中、低熱硅酸鹽水泥并符合標(biāo)準(zhǔn)《中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥》GB/T 2002017的規(guī)定。本次試驗(yàn)采用的是中材享達(dá)水泥有限公司中材牌C42.5，其物理性能見表

（2）摻合料：為降低水泥水化熱，適當(dāng)摻加礦物摻合料，同時(shí)選用了粒化高爐礦渣粉、粉煤灰雙摻礦物摻合料，?；郀t礦渣粉符合標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》GB/T 18046—2017的規(guī)定，粉煤灰符合標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596—2017的規(guī)定。

本次試驗(yàn)選用河北鋼鐵建設(shè)集團(tuán)樂亭新型建材有限公司S95級(jí)礦渣粉，其性能見表2。

從表可以看出，礦渣粉的28d強(qiáng)度活性指數(shù)＞95%，可等量取代水泥用量。

本次試驗(yàn)采用廣州博源環(huán)保建材有限公司級(jí)粉煤灰，其性能見表

）細(xì)骨料：宜采用級(jí)配區(qū)的中砂，性能指標(biāo)符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 52—2006的規(guī)定，采用清遠(yuǎn)市谷城礦業(yè)開發(fā)投資有限公司中砂Ⅱ區(qū)，其性能見表4。

）粗骨料：宜采用連續(xù)級(jí)配顆粒，最大公稱粒徑不宜大于25mm；性能指標(biāo)符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 52—2006的規(guī)定。本次試驗(yàn)用的石子是廣西藤縣格子沖石業(yè)有限公司25mm的碎石，針片狀含量3.1%，壓碎指標(biāo)7.4%，含泥量0.5%

）外加劑：采用科之杰新材料集團(tuán)（廣東）有限公司生產(chǎn)的聚羧酸系高效減水劑HWR-R，其性能指標(biāo)符合《混凝土外加劑》GB 8076—2008和《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB 50119—2013的有關(guān)規(guī)定。其性能見表

2.2直線加速器混凝土的設(shè)計(jì)概況

直線加速器混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35P6，直線加速器機(jī)房作為防輻射科室，混凝土成型質(zhì)量要求高，不允許有蜂窩、孔洞、裂縫的出現(xiàn)和夾有松散混凝土的現(xiàn)象，以確保射線不泄露傷人。因防護(hù)要求導(dǎo)致直線加速器墻、頂板構(gòu)件設(shè)計(jì)厚度大，鋼筋嚴(yán)密，混凝土方量大，為大體積混凝土，決定著該區(qū)域混凝土澆筑難度大、成型質(zhì)量控制難。

為了達(dá)到該混凝土的技術(shù)要求，主要根據(jù)以下兩個(gè)技術(shù)路線進(jìn)行技術(shù)方面準(zhǔn)備：

）降低混凝土單方用水量，控制最大水泥用量；摻用優(yōu)質(zhì)粉煤灰及粒化高爐礦渣粉作為摻合料，這對(duì)于控制混凝土水化熱、提高混凝土的體積穩(wěn)定性具有積極的作用。

）使用緩凝型聚羧酸高效減水劑，推遲水化熱溫升峰值的來臨，延緩水化反應(yīng)的進(jìn)程，控制混凝土早期的水化反應(yīng)速度，從而達(dá)到控制早期水化熱溫升的目的。

配合比設(shè)計(jì)原則：滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和規(guī)范要求，配合比設(shè)計(jì)按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)60天齡期進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，以降低水泥水化放熱、延緩水化熱釋放速度。

通過雙摻礦物摻合料及使用性能優(yōu)質(zhì)的外加劑，使混凝土性能得到提高，滿足施工的同時(shí)又能有效降低水化熱，合理控制成本，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3試驗(yàn)過程及配合比優(yōu)化

該試驗(yàn)歷時(shí)一年，通過大量的試驗(yàn)工作，僅在此摘錄主要內(nèi)容，見表

通過試驗(yàn)結(jié)果可以看出，配合比可滿足施工要求，并有效降低水泥用量，從而降低水化熱，但考慮到《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》GB 5049620184.3.1.4配合比設(shè)計(jì)中礦物摻合料用量要求，粉煤灰和礦渣粉摻量總和不宜大于膠凝材料用量的50%，最終放棄該配合比；再看配合比的性能也同樣滿足施工要求，性能比也高，但根據(jù)地下結(jié)構(gòu)抗?jié)B混凝土應(yīng)執(zhí)行《地下工程防水技術(shù)規(guī)程》GB 501082008的要求，膠凝材料用量不宜小于320kg/m，且水泥用量不宜小于260kg/m，也只能無奈放棄，最后選用了配合比作為直線加速器混凝土配合比。

根據(jù)總包單位要求直線加速器需添加水化熱抑制劑，確保能夠更好地控制內(nèi)外溫差，更大程度地減少混凝土裂縫的產(chǎn)生，保證混凝土質(zhì)量。

）水化熱抑制劑降溫原理及指標(biāo)

HHC-S水化熱抑制劑能針對(duì)水化放熱過程進(jìn)行主動(dòng)干預(yù)，其主要成分為多羥基羧酸鹽，微溶于水。在堿性環(huán)境下逐步溶解，能團(tuán)在水泥顆粒及水化產(chǎn)物表面產(chǎn)生吸附，形成一定的吸附層，從而抑制早期相的快速水化，降低水泥加速期的水化速率，調(diào)控水泥水化放熱進(jìn)程。能使水泥水化熱降低約30%70%，混凝土內(nèi)部溫峰最大可降低15左右。同時(shí)，具有特殊的分子結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)水泥顆粒表面電荷，對(duì)水泥顆粒起到一定分散作用，后期又能一定程度促進(jìn)相的水化，提高水泥和混凝土中后期強(qiáng)度。

）水化熱抑制劑降溫效果

1）通過基準(zhǔn)水泥對(duì)比摻水化熱抑制劑進(jìn)行測試，結(jié)果見圖1，試驗(yàn)表明水化熱抑制劑能有效的降低早期水化放熱。

）摻抑制劑做對(duì)比1m混凝土做降溫試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖2，結(jié)果表明，水化熱抑制劑可明顯降低并推遲混凝土中心溫度。

經(jīng)試配，暫定水化熱抑制劑摻入方式均為外摻，水化熱抑制劑摻量為膠凝材料總量的3%

直線加速器混凝土的澆筑過程

（1）根據(jù)混凝土工程量和工期要求，通過計(jì)算分析混凝土澆筑能力，確定地泵可選用數(shù)量及搭配方式，本次澆筑采用兩臺(tái)地泵車，一臺(tái)天泵進(jìn)行連續(xù)分層澆筑，每次分層高度控制在50cm以內(nèi)，澆筑混凝土?xí)r沿周邊平面循環(huán)分段分層澆筑法，連續(xù)循環(huán)澆筑，減少對(duì)墻側(cè)模板側(cè)壓力，采用激光測距儀及皮數(shù)桿雙重控制澆筑厚度。

）混凝土澆筑前設(shè)置交通協(xié)調(diào)部，分為場內(nèi)協(xié)調(diào)調(diào)度組及場外協(xié)調(diào)調(diào)度組，各小組分開管理，每個(gè)小組各設(shè)一名負(fù)責(zé)人，兩個(gè)協(xié)調(diào)小組負(fù)責(zé)場內(nèi)及場外的車輛運(yùn)輸協(xié)調(diào)組織，車輛行駛路線設(shè)置公示牌擺放在醒目位置，每臺(tái)罐車制作中建三局嶺南醫(yī)院混凝土專供車標(biāo)識(shí)牌。

）通過配合比優(yōu)化、減少水泥用量，控制絕熱溫升；在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應(yīng)盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）”，并確?；炷凉?yīng)的連續(xù)性。

）澆筑大面積混凝土，采取分段進(jìn)行澆筑，每段面積根據(jù)混凝土澆筑速度及混凝土初凝時(shí)間確定，確保在下層混凝土初凝前進(jìn)行上層混凝土澆筑；采取推移式連續(xù)澆筑施工時(shí)，要控制好混凝土坍落度，避免底層混凝土面積過大，造成冷縫；加強(qiáng)混凝土的振搗，提高混凝土密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度，減少收縮變形，保證施工質(zhì)量。

）采用二次振搗工藝，即在下層混凝土初凝前進(jìn)行上層混凝土澆筑并對(duì)下層混凝土再次進(jìn)行振搗?；炷琳駬v要分層、定距、快插慢拔。振動(dòng)棒分三點(diǎn)布置：一點(diǎn)置于漿頭、一點(diǎn)置于泵口、一點(diǎn)置于中間。振搗到浮漿不下沉，氣泡不上浮。上層混凝土振搗時(shí)振搗棒應(yīng)插入下層混凝土50100mm，振搗時(shí)間一般以15s為宜。

）墻體混凝土澆筑分層連續(xù)進(jìn)行，分層下料振搗厚度控制為500mm厚，由于墻高有5m，墻應(yīng)采用串筒下料。為減少墻底部模板在澆筑混凝土?xí)r所受的側(cè)壓力，適當(dāng)控制混凝土的澆筑時(shí)間，當(dāng)澆筑到2m高左右時(shí)，底部最初澆筑的混凝土達(dá)到初凝為控制標(biāo)準(zhǔn)。

混凝土的測溫

采用無線智能測溫系統(tǒng)大體積混凝土測溫系統(tǒng)進(jìn)行測溫。

本次混凝土澆筑施工共布置個(gè)混凝土測溫點(diǎn)，如圖所示。測溫點(diǎn)垂直高度處按規(guī)范預(yù)埋不同位置的測溫探頭，用于板表面、中、下溫度測試。使用10鋼筋作為測溫線的附著桿，根據(jù)不同板厚對(duì)應(yīng)的測溫線依次綁扎在鋼筋上，測溫線的溫度傳感器不得觸到鋼筋，測溫線和10鋼筋均應(yīng)作好防水處理，以避免滲漏?；炷料铝蠒r(shí)，不得直接沖擊測試測溫元件及其引出線；振搗時(shí)，振搗器不得觸及溫度傳感器及引出線。

混凝土保溫及養(yǎng)護(hù)

）頂板混凝土澆筑完一部分達(dá)初凝后立即采取覆蓋薄膜及一層棉氈的養(yǎng)護(hù)方式，塑料薄膜的覆蓋要及時(shí)（分塊進(jìn)行，邊抹平邊覆蓋）且宜使薄膜緊貼混凝土表面，塑料布之間的搭接不少于100mm，遇有鋼筋頭周圍再覆蓋一層塑料布，將混凝土表面蓋嚴(yán)，以減少水分的損失，達(dá)到保濕降溫的養(yǎng)護(hù)目的，后期蓄水5cm養(yǎng)護(hù)（頂板周圈砌筑100mm）。在養(yǎng)護(hù)過程中，如發(fā)現(xiàn)遮蓋不好，表面泛白或出現(xiàn)干縮細(xì)小裂縫時(shí)，要立即仔細(xì)加以覆蓋，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作，采取措施，加以補(bǔ)救。

）墻混凝土養(yǎng)護(hù)采用帶模進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，內(nèi)部沿墻間隔1.5m布置噴淋頭，噴霧濕水養(yǎng)護(hù)。

）混凝土養(yǎng)護(hù)前天以控制溫差為主，天后以控制降溫速度為主。在施工過程中，若內(nèi)外溫差超過限值，一方面應(yīng)立即通知攪拌站及時(shí)調(diào)整混凝土的出機(jī)溫度及運(yùn)輸保溫方式：當(dāng)溫度過高時(shí)，攪拌時(shí)加入冰水；另一方面在混凝土表面或墻模板上加蓋棉氈等保溫材料，確保內(nèi)外溫差不繼續(xù)擴(kuò)大，控制在限值以內(nèi)。

）混凝土養(yǎng)護(hù)前天溫差控制25，報(bào)警溫差設(shè)定23，降溫速度不大于/d

）混凝土養(yǎng)護(hù)28天后，或混凝土內(nèi)部溫度與室外溫度差小于25時(shí)，減除混凝土的保溫措施。

小結(jié)

由于篇幅有限，很多細(xì)節(jié)未能一一呈現(xiàn)，包括測溫?cái)?shù)據(jù)、圖表化處理。試驗(yàn)過程遇到的困難，澆筑過程遇到的問題等都未能羅列，而且對(duì)直線加速器混凝土施工應(yīng)注意的事項(xiàng)也未交代清楚，略顯不足。但通過澆筑前的準(zhǔn)備，澆筑后的跟蹤，總體效果還是較為理想，幾十米長的墻體只有一兩條細(xì)小裂縫（已按要求請(qǐng)專業(yè)人員用裂縫修補(bǔ)材料進(jìn)行修補(bǔ)，提高結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性），這對(duì)同類型地下室結(jié)構(gòu)來說非常難得，經(jīng)過各單位的共同努力總算取得一定成效，成為寶貴的經(jīng)驗(yàn)，不足之處還請(qǐng)同行多交流探討意見，共同為混凝土行業(yè)貢獻(xiàn)一份綿薄之力。

參考文獻(xiàn)

[1] JGJ 552011．普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程[S]

[2] GB 501082008．地下工程防水技術(shù)規(guī)程[S]

[3] GB 504962018．大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)[S]

供稿人：鄔錦斌，黃鎮(zhèn)榮等

編輯員：李海亮

審核人：孫繼成，寧夏

【標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范】

《建筑固廢再生砂粉應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》行標(biāo)

《建筑物綠色拆除與建筑垃圾綜合利用技術(shù)規(guī)程》CECS

《預(yù)拌混凝土使用說明書》團(tuán)標(biāo)

《砂漿和混凝土用石屑》團(tuán)標(biāo)

《預(yù)拌混凝土產(chǎn)品質(zhì)量追溯規(guī)范》團(tuán)標(biāo)

【會(huì)議培訓(xùn)】

2025全國混凝土行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展與廢棄物資源再生技術(shù)交流大會(huì)

第十屆全國建筑固廢和尾礦泥漿處理及資源化利用大會(huì)暨中國砂石協(xié)會(huì)建筑固廢利用分會(huì)年會(huì)

2025第二十一屆全國商品混凝土可持續(xù)發(fā)展論壇暨2025中國商品混凝土年會(huì)

預(yù)拌（商品）混凝土應(yīng)用技術(shù)和工藝技能線上培訓(xùn)

混凝土（砂漿）試驗(yàn)檢測方法實(shí)操教學(xué)線上培訓(xùn)

【咨詢服務(wù)】

科技成果評(píng)價(jià)

預(yù)拌混凝土質(zhì)量追溯研究

高速公路及橋涵高性能混凝土技術(shù)咨詢

課題研究

研發(fā)中心建設(shè)

產(chǎn)品檢測

綠色建材產(chǎn)品認(rèn)證

[綠滿庭院]《HJ建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)自保溫技術(shù)體系》推廣等

【建材“雙碳”業(yè)務(wù)】

低碳膠凝材料研發(fā)與制備

復(fù)合摻合料和再生復(fù)合摻合料研發(fā)與制備

建筑垃圾處置與資源化利用

建筑垃圾再生砂粉應(yīng)用技術(shù)

建筑垃圾再生輕粗骨料技術(shù)

碳化再生骨料制備技術(shù)

【期刊著作】

《新技術(shù)在混凝土中的應(yīng)用》圖書

《常見預(yù)拌混凝土質(zhì)量事故分析百例》圖書

《預(yù)拌混凝土企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)室建設(shè)指南》圖書

混凝土技術(shù)發(fā)展中心（以下簡稱“中心”）隸屬建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所，主要職能是跟蹤分析和研究國內(nèi)外混凝土行業(yè)科技前沿動(dòng)態(tài)，為全國混凝土行業(yè)開展技術(shù)服務(wù)工作，包括出版技術(shù)期刊、研究制定標(biāo)準(zhǔn)、開展技術(shù)咨詢、舉辦技術(shù)會(huì)議、承擔(dān)行業(yè)培訓(xùn)、從事認(rèn)證評(píng)價(jià)和開發(fā)研究等，中心是建材情報(bào)所主要業(yè)務(wù)部門之一。中心擁有員工10人，其中博士3人，正高職稱3人，副高職稱4人。中心掛靠的行業(yè)協(xié)會(huì)分支機(jī)構(gòu)包括中國散裝水泥推廣發(fā)展協(xié)會(huì)混凝土專業(yè)委員會(huì)、中國散裝水泥推廣發(fā)展協(xié)會(huì)預(yù)制建筑產(chǎn)業(yè)專業(yè)委員會(huì)、中國砂石協(xié)會(huì)建筑固廢利用分會(huì)、建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所雙碳研究中心。依托中心成立的平臺(tái)有預(yù)拌混凝土質(zhì)量追溯公共服務(wù)平臺(tái)、混凝土行業(yè)數(shù)字化服務(wù)平臺(tái)、中國商品混凝土行業(yè)企業(yè)專家委員會(huì)（擁有200余名行業(yè)一線專家）、北京砼享未來工程技術(shù)研究院（會(huì)員制技術(shù)和管理服務(wù)）。

中心每年參與多個(gè)混凝土技術(shù)咨詢和技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目，包括雄安新區(qū)混凝土項(xiàng)目咨詢、河北省多個(gè)高速公路高性能混凝土技術(shù)咨詢、固廢基膠凝材料和再生復(fù)合摻合料研發(fā)和制備技術(shù)，以及數(shù)十個(gè)混凝土企業(yè)的技術(shù)服務(wù)工作。開展預(yù)拌混凝土綠色產(chǎn)品認(rèn)證和科技成果評(píng)價(jià)工作。

咨詢電話：孫繼成 焦素芳 李海亮 13520073698 13521286915

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