新型墻體材料放射性檢測(cè)影響因素研究

柏光山　王　迪

1貴州省建材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院（550000） 2國(guó)家新型墻體材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（貴州）（550000）

新型墻體材料放射性檢測(cè)影響因素研究

柏光山1，2王迪1，2

1貴州省建材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院（550000） 2國(guó)家新型墻體材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（貴州）（550000）

通過(guò)正交試驗(yàn)，研究了物料粒徑、物料重量、檢測(cè)時(shí)間、密封靜置時(shí)間等因素對(duì)新型墻體材料放射性的影響。試驗(yàn)結(jié)果顯示：密封靜置時(shí)間對(duì)新型墻體材料放射性內(nèi)照指數(shù)的檢測(cè)結(jié)果影響最大，物料粒徑和密封靜置時(shí)間對(duì)新型墻體材料放射性外照指數(shù)的檢測(cè)結(jié)果影響最大。通過(guò)試驗(yàn)得出的新型墻體材料放射性最優(yōu)檢測(cè)條件為：物料粒徑＜0.16mm，物料重量300g，檢測(cè)時(shí)間2h，密閉靜置時(shí)間14d。

新型墻體材料；放射性；正交試驗(yàn)

目前，我國(guó)資源日益緊張，以固體廢棄物為主要原材料制成的新型墻體材料逐漸替代了傳統(tǒng)墻體材料，成為建筑砌體結(jié)構(gòu)中主要支柱。但是，固體廢棄物可能存在一些放射性物質(zhì)，長(zhǎng)期接觸會(huì)對(duì)人體健康造成損害。因此，對(duì)新型墻體材料放射性水平進(jìn)行科學(xué)有效的檢測(cè)顯得尤為重要［1］。

墻體材料有兩種輻射方式：內(nèi)照射和外照射。內(nèi)照射是放射性元素的衰變，形成了放射性物質(zhì)及其子體。外照射是對(duì)人體的射線源照射［2］。因此國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn) 《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2010）對(duì)墻體材料的內(nèi)照射和外照射均進(jìn)行了規(guī)定。

本試驗(yàn)對(duì)新型墻體材料放射性檢測(cè)影響較大的物料粒徑、物料重量、檢測(cè)時(shí)間、密封靜置時(shí)間等因素進(jìn)行研究，通過(guò)正交試驗(yàn)的方法確定最優(yōu)檢測(cè)條件，為科學(xué)準(zhǔn)確檢測(cè)新型墻體材料放射性水平提供支撐。

1　試驗(yàn)原材料及試驗(yàn)方案

1.1試驗(yàn)原材料

選取以水泥、砂石、粉煤灰、脫硫石膏、鋁粉等為原材料制備的蒸壓加氣混凝土砌塊作為試驗(yàn)的原材料。

1.2試驗(yàn)方案

本次正交試驗(yàn)選取4個(gè)影響因素，每個(gè)影響因素選取3個(gè)水平，采用L9（34）正交表，各因素的水平選取情況見(jiàn)表1。

表1　正交表試驗(yàn)因素與水平

對(duì)一塊蒸壓加氣混凝土砌塊進(jìn)行破碎，選取不同粒徑的物料稱重后放入樣品盒中密封；在不同密封靜置時(shí)間進(jìn)行不同時(shí)長(zhǎng)的檢測(cè)，確定放射性中內(nèi)照指數(shù)與外照指數(shù)；對(duì)內(nèi)照指數(shù)與外照指數(shù)進(jìn)行分析，最終確認(rèn)最佳檢測(cè)條件。

檢測(cè)放射性方法、設(shè)備、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)均參照國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2010）進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)條件為：溫度（20±2）℃、濕度50%± 5%。

2　試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1試驗(yàn)結(jié)果

按照L9（34）正交表的試驗(yàn)數(shù)量，進(jìn)行了9組新型墻體材料放射性水平的檢測(cè)，分別記錄內(nèi)照指數(shù)與外照指數(shù)，正交試驗(yàn)方案及結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　正交試驗(yàn)方案及結(jié)果

2.2對(duì)內(nèi)照指數(shù)的影響

各因素對(duì)內(nèi)照指數(shù)的影響見(jiàn)表3。通過(guò)極差分析可知，影響新型墻體材料放射性內(nèi)照指數(shù)水平的因素主次順序?yàn)椋篋＞C＞B＞A。最優(yōu)檢測(cè)條件為物料粒徑＜0.16mm，物料重量300g，檢測(cè)時(shí)間2h，密封靜置時(shí)間14d。密封靜置時(shí)間是影響內(nèi)照指數(shù)的主要因素。隨著密封靜置時(shí)間的增加，新型墻體材料中的放射性物質(zhì)逐漸分裂衰變，產(chǎn)生了放射性物質(zhì)及其子體，導(dǎo)致放射性水平的升高。由于不同原材料中所含放射性的衰減速率和當(dāng)前放射水平不一致，不同放射水平和衰減速率的相互作用可能會(huì)使放射性水平下降，因此，檢測(cè)新型墻體材料放射性水平時(shí)也不宜將樣品放置過(guò)長(zhǎng)時(shí)間。

表3　內(nèi)照指數(shù)試驗(yàn)結(jié)果分析

2.3對(duì)外照指數(shù)的影響

各因素對(duì)外照指數(shù)的影響見(jiàn)表4。通過(guò)極差分析可知，影響新型墻體材料放射性水平的因素主次順序?yàn)椋篈=D＞B＞C。最優(yōu)檢測(cè)條件為物料粒徑＜0.16 mm，物料重量300g，檢測(cè)時(shí)間2h/4h，密封靜置時(shí)間14d。檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各因素對(duì)外照指數(shù)的影響因素與內(nèi)照指數(shù)的影響因素的順序有所不同，但是結(jié)果基本一致。

國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn) 《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2010）規(guī)定：內(nèi)照指數(shù)主要考察的指標(biāo)為Ra226的放射性比活度，但是外照指數(shù)考察的是Ra226、Th232、K40等天然放射性核素的比活度，所以外照指數(shù)的影響因素比內(nèi)照指數(shù)要多。物料粒徑減小后，放射性元素的外圍屏蔽效應(yīng)降低，導(dǎo)致放射性元素的放射水平提高。因此，如果要提高放射性檢測(cè)的準(zhǔn)確性，需要將物料粒徑盡可能的降低。

表4　外照指數(shù)試驗(yàn)結(jié)果分析

3　結(jié)論

影響新型墻體材料放射性內(nèi)照指數(shù)水平的因素主次順序?yàn)椋好芊忪o置時(shí)間＞檢測(cè)時(shí)間＞物料重量＞物料粒徑。

影響新型墻體材料放射性外照指數(shù)水平的因素主次順序?yàn)椋何锪狭?密封靜置時(shí)間＞物料重量＞檢測(cè)時(shí)間。

綜合內(nèi)照指數(shù)與外照指數(shù)的最優(yōu)配比，最終確定新型墻體材料放射性水平檢測(cè)的最優(yōu)條件為：物料粒徑＜0.16mm，物料重量300g，檢測(cè)時(shí)間2h，密封靜置時(shí)間14d。

［2］邱運(yùn)蓮.關(guān)于建筑材料放射性檢測(cè)及其相關(guān)問(wèn)題的探析［J］.建材與裝飾，2013，5：377-378.