醫(yī)院建筑防輻射大體積混凝土施工工藝

陶京

摘要：眾所周知，醫(yī)院里很多先進的設(shè)備在運行過程中都會產(chǎn)生各種危害人體的射線，所以醫(yī)院有必要采取切實有效的防輻射和屏蔽措施，保障人們的生命安全。本文分析了醫(yī)院建筑使用防輻射大體積混凝土?xí)r相關(guān)的材料選擇情況，并深入探討了混凝土施工的具體工藝，最后拿重晶石混凝土為例，做了簡單的引中，希望能夠為相關(guān)的工作提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：醫(yī)院建筑；防輻射；大體積混凝土；施工工藝；澆筑；養(yǎng)護：重晶石

隨著我國醫(yī)療水平的進步，大多數(shù)大型醫(yī)院都配備了直線、回旋加速器等設(shè)備，這些設(shè)備能夠在一定程度上滿足人們對健康的需求，幫助患者擺脫病魔。但是在使用過程中，這些設(shè)備也會產(chǎn)生α射線、β射線以及γ射線，甚至還可以產(chǎn)生中子流，這些射線對于人體健康會造成很大危害，為了避免這種危害，醫(yī)院的建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料使用上通常選擇防輻射的大體積混凝土。

一、醫(yī)院建筑防輻射大體積混凝土的材料選擇

通常情況下，在選擇連續(xù)級配碎石時，選擇5～20mm的碎石，保證碎石含泥量0.3%，表觀密度4.5kg/m²，壓碎值33%，硫酸鋇含量88.6%。由于混凝土的熱量主要就是源自水泥吸水散熱，而大體積混凝土需要進行連續(xù)澆筑和集中散熱，熱量比較大，所以在水泥中摻加了35%的礦粉，配成礦渣硅酸鹽型水泥。本文對市場上常見的三種水泥品牌亞泰、北方和華潤進行了試驗，結(jié)果如表1所示，由此可見，應(yīng)該選擇表面積小，水化熱量低的華潤水泥。

對于礦粉的選擇，要選擇那些磨細的礦渣粉，因為它里面含有氧化鈣、氧化鐵、硫酸銅等成分，在一定條件下能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)?shù)V粉的比表面積達到一定程度時，能夠發(fā)揮其化學(xué)活性，并與水泥發(fā)生反應(yīng)，析出氫氧化鈣，經(jīng)過這次水化反應(yīng)后，吸收氫氧化鈣的同時，能夠提高混凝土的強度。由于礦粉在混凝土中也會發(fā)生燒灰效應(yīng)，這樣能夠起到填充和致密的效果，提高了混凝土的耐久性。具有的礦粉指標(biāo)為：比表面積400m²/kg、流動度105%，活性指數(shù)100%，另外有時候也會采取一些復(fù)合灰，尤其是粉煤灰，它的性能指標(biāo)需水量為114%，燒失量為20%，細度模數(shù)25%。混凝土的外加劑能夠提高混凝土自身的和易性、泵送性和質(zhì)量，尤其是大體積的混凝土，比較容易出現(xiàn)分層和離析的情況，所以應(yīng)該選擇減水率高、和易性好的外加劑，比如聚羧酸減水劑。下面列舉了各項材料的配比試驗結(jié)果，如表2所示。

二、混凝土施工的具體工藝

（一）相關(guān)技術(shù)

由于醫(yī)院建筑要保持整體性，所以要求大體積混凝土澆筑工作一次性完成，不能不產(chǎn)生和留有施工縫隙。而整個建筑結(jié)構(gòu)的橫截面比較大，使用的混凝土量很大，需要降低溫差，從而防止出現(xiàn)裂痕，另外為了達到防輻射的標(biāo)準(zhǔn)，混凝土在施工過程中還要保證均勻。

1、防裂縫技術(shù)

一般情況下，醫(yī)院機房的墻體和頂板的混凝土施工都選擇在夏季，溫度保持在25～30左右，這種氣候條件有利于混凝土的施工。另外由于墻體和頂板已經(jīng)裝有鋼筋，所以具備了很好的抗裂性能，所以只要再注意以下幾點，就不會產(chǎn)生裂縫。

（1）選擇水化產(chǎn)生熱量低的水泥，這樣能夠減少中水以及水泥的用量，保證混凝土的穩(wěn)定性。

（2）使用緩凝性的減水劑，增加和延長混凝土凝結(jié)的時間，使得混凝土的溫度保持在一個穩(wěn)定的水平。

（3）合理調(diào)配砂石和水的配比，并控制其中的含泥量。

（4）把握混凝土的人模溫度，因為大體積混凝土都是采取現(xiàn)場攪拌，并按照時間要求及時入模，從而有效減少混凝土運輸中停滯的時間。而且水泥應(yīng)該提前10天左右進行降溫處理，存放水泥的倉庫要確保通風(fēng)良好，砂石也要進行覆蓋工作，避免陽光直射和暴曬，經(jīng)過這些步驟，混凝土的入模溫度達到22℃就算合格。

（5）在進行混凝土施工作業(yè)時，也要隨時對混凝土進行測溫，實時監(jiān)測溫度變化情況，控制好內(nèi)外溫差，使得在施工中混凝土的溫度均勻上升，而不是暴漲。

2、密度均勻技術(shù)

（1）想要保證混凝土密度均勻，就需要保證攪拌的質(zhì)量，通過800L強制攪拌機4臺，控制材料種類的磅秤2臺，對每次攪拌的材料重量都要進行測量和檢測，根據(jù)配比進行攪拌。并且要按照投放的順序進行攪拌，攪拌時間一定不能縮短，同時還要注意水灰比以及塌落度，做好檢查工作。

（2）對于離析現(xiàn)象，一定要做好預(yù)防工作，發(fā)現(xiàn)離析馬上解決，保證拌合料充分接觸。值得注意的是，混凝土的振搗一定要全面并且深入，防止底部混凝土沉積以及周圍混凝土欠振和漏振。

（二）材料配比

醫(yī)院建筑防輻射大體積的混凝土施工，一般都選擇低水化熱的硅酸鹽礦渣水泥，加上黃砂、含泥量小于3%的優(yōu)質(zhì)粗砂和15～30mm的碎石，在碎石中也可以摻雜少量50～80mm的大粒碎石。另外添加高效減水劑，能夠起到緩凝作用，延長大體積混凝土的初凝時間，一般延長2小時左右，這種減水劑的用量一定要控制在水泥用量的0.3%～05%之間。除了滿足施工要求，還需要石子、砂石和水等，保證混凝土的塌落度。

（三）混凝土澆筑

由于醫(yī)院建筑使用的混凝土體積較大，厚度也很大，為了保證澆筑完全，可以進行分層下料，對每一層分別進行振搗，一般每層的厚度可以虛鋪500mm。但是應(yīng)該注意，下層混凝土初凝之前，就必須進行上層混凝土的澆筑工作，而且建筑墻體的混凝土由料斗卸出的高度一般都在4m左右，為了防止離析，需要采取串簡的方式。在振搗人員的選擇上，要使用經(jīng)驗豐富的員工，對于振搗棒的插點選取，可以采取方陣的形式，每400mm插入一個振搗棒，對于本層混凝土的振搗，需要振搗棒插入到下層的80mm左右，保持振搗30秒，當(dāng)表面出現(xiàn)漿體時為振搗合格，在振搗時也要注意保證混凝土的密實。當(dāng)墻體混凝土墻體振搗完成后，停止?jié)仓ぷ?，休?小時候，進行頂板的澆筑，這樣能夠讓墻體的混凝土穩(wěn)定下沉，不易產(chǎn)生裂痕。

（四）混凝土養(yǎng)護

1、做好混凝土的養(yǎng)護工作。需要先測量溫度，在墻體和頂板選出能夠有代表性的位置15處，作為測溫點，之后在混凝土兩個表面和中心埋設(shè)3根測溫導(dǎo)線，使用電子測溫儀對大體積混凝土的表面溫度和中心溫度進行測量。測量時間從混凝土澆筑完成18小時候開始，前兩天每隔一小時測量一次，3～5天每3小時測量一次，6天之后每7小時測量一次，總共測量兩周時間?？茖W(xué)調(diào)查和研究表明，大體積混凝土在澆筑完成大約第四天達到最高溫度，持續(xù)一天左右，之后陸續(xù)降溫，測溫點的溫度不會超過26℃。

2、混凝土的養(yǎng)護工作是一項長期的工作。可以在醫(yī)院建筑的頂板周圍砌400mm的磚墻或者墻板，里面注入水，通過蓄水進行養(yǎng)護，兩周之內(nèi)的蓄水量應(yīng)該保持在300mm以內(nèi)。另外通過使用噴管對混凝土的模板進行澆水，使其處于濕潤狀態(tài)，之后在墻體表面鋪蓋纜繩，也進行澆水，保持濕潤，澆水也應(yīng)該持續(xù)兩周左右。

三、重晶石混凝土施工工藝

重晶石混凝土是醫(yī)院建筑常用的材料，而且在防輻射方面取得了很好的效果。在材料選擇上，重晶石混凝土常常選擇那些密度大的、含結(jié)合水多的碎石或者粗細骨料，之后輔助普通的水泥，加入水和外加劑攪拌成防輻射的混凝土，其中普通水泥起到了很好的膠凝作用。一般設(shè)計要求使用的重晶石混凝土的比重通常高達3500kg/m³，如果想要滿足這種設(shè)計要求，那么重晶石以及重晶砂的密度必須在4500kg/m³以上，所以在選擇重晶石方面，一定要考慮密度問題，同時還需要重視含泥量的問題，一般控制在0.6%左右。在澆筑方面，重晶石混凝土成型后的質(zhì)量想要得到很好地保證，就需要對混凝土進行泵送，這樣速率較快，對泵管產(chǎn)生的壓力較小，可以有效防止在進行澆筑時發(fā)生堵管、爆裂等問題。在泵送時，重晶石的顆粒半徑在5～15mm左右即可，重晶石的混凝土配合比要求較高，在保證耐久性和強度的原則下，一般都選擇水泥量少、摻合料量大的比例方法，從而降低水化熱，推遲溫度升高，提高混凝土的質(zhì)量。對于強度和容重的要求，在設(shè)計時可以多次試配，找到最科學(xué)和最有效的配比方法，重晶石混凝土還需要對骨料縫隙進行填充，一般都使用漿體，但是一定要控制漿體的使用量，如果漿體過多，就會造成密度過小，如果漿體過少，縫隙沒有完全被填充，也影響混凝土的性能。值得一提的是，采取三級配的骨料搭配方法，能夠減低骨料的縫隙率，由于重晶石特別脆，而且容易粉化，使得骨料加工的難度增大，而且顆粒形狀也不標(biāo)準(zhǔn)，對后期塌落度的影響也比較明顯。重晶石混凝土的容重比較大，進行大面積澆筑時，要先進行試澆工作，并根據(jù)澆筑面積的大小，選擇適當(dāng)?shù)臐仓绞剑⒑侠聿贾脠龅?，對于裂縫的預(yù)防和控制，需要測量內(nèi)部溫度，繪制溫度曲線，并計算重晶石混凝土的收縮力和抗拉強度，有效據(jù)控制裂縫的出現(xiàn)。

綜上所述，醫(yī)院建筑對于防輻射的要求很高，通過使用大體積混凝土，能夠起到很好的防輻射效果。但是由于大體積混凝土在施工過程中，尤其是選料、攪拌、澆筑以及養(yǎng)護等環(huán)節(jié)都存在技術(shù)難點，所以需要根據(jù)這些問題，做好相應(yīng)的改進工作，只有優(yōu)化施工工藝，才能提升建筑質(zhì)量，滿足設(shè)計的要求。