核工程抗強輻射屏蔽混凝土試驗研究.pdf

1、屏蔽混凝土除了要求具有建筑結構的一般功能之外，更重要的是要具有防護γ射線和中子輻射的功能。隨著核反應堆技術的發(fā)展及國家核電中長期發(fā)展規(guī)劃的實施，屏蔽混凝土的應用將日益廣泛。本文針對我國尚未系統(tǒng)地開展屏蔽射混凝土性能試驗研究的現狀，采用理論分析、實驗室試驗和計算機模擬等研究方法，對國產原材料及其性能、密度為2320 kg/m3-570.kg/m3的系列屏蔽混凝土的配合比設計、性能和施工技術與工藝參數等進行了系統(tǒng)、深入的研究，取得了對我國屏

2、蔽混凝土的設計、施工與檢測具有重要價值的研究成果。 1.對各種礦石原料的表觀密度、壓碎指標、結晶水等性能指標的所作的測試與分析表明，我國江蘇、遼寧、吉林、山東、河南、廣西和四川等產地的赤鐵礦、磁鐵礦、重晶石、鑄鐵及鋼丸、褐鐵礦、蛇蚊石、含硼鈣石等能用作屏蔽γ射線或中子射線混凝土的粗、細骨料；若須同時屏蔽γ射線和中子射線則要須將上述兩種或三種礦石進行混合才能作為骨料和摻和料。 2.設計屏蔽混凝土的配合比時，應選用具有連續(xù)級

3、配的粗骨料，細骨料的密度要接近粗骨料的密度，細骨料之間密度的差別越小越好。屏蔽中子射線的屏蔽混凝土除使用褐鐵礦和硼鐵礦外，還要使用含硼水泥和含硼摻合料以引入結合水和增加硼含量。高密度的屏蔽混凝土則須摻入一定量的粉煤灰、褐鐵礦、鉻礦粉等摻合料。 3.建立了質量配合比法和體積配合比法相結合的屏蔽混凝土配合比設計方法。應用所建立的方法對密度為2320 kg/m3、280.kg/m3、3000kg/m3、330.kg/m3、350.kg

4、/m3、360.kg/m3、390.kg/m3、460.kg/m3、570.kg/m3的屏蔽混凝土的配合比進行了設計，可供工程直接使用。 4.以密度為360.kg/m3的防γ射線和防中子射線的屏蔽混凝土的實驗結果為依據，采用自適應神經模糊推理系統(tǒng)(ANFIS)，建立了屏蔽混凝土配合比設計的ANFIS方法，該方法的擬合精度達到了90％以上，預測精度達到了89％以上。這為屏蔽混凝土配合比的科學設計開辟了新的途徑。 5.屏蔽混

5、凝土的密度與骨料的密度成線性關系，在固定水泥用量、砂率、減水劑摻量，控制相同的坍落度時，隨著鐵礦石含量的增加，混凝土密度成比例增大，屏蔽混凝土的密度隨用水量的增加有所降低；屏蔽混凝土坍落度隨用水量、水灰比和砂率的增加而增大，每立方米的用水量增加5～10kg，坍落度增大5～20mm；砂率每增加2％，坍落度也增大5～20mm；屏蔽混凝土抗壓強度隨水灰比的增大而減小，屏蔽混凝土抗壓強度與抗折強度及劈裂抗拉強度三者之間的關系可用如下關系式表示：

6、fcc=6.90ff，fcc=9.72fts。屏蔽γ射線的屏蔽混凝土的密度、坍落度和抗壓強度的影響因素及它們隨這些影響因素的變化規(guī)律，與屏蔽中子射線的屏蔽混凝土有相似之處。 6.不同密度的屏蔽混凝土應采用不同的施工技術和施工工藝參數。密度小于3600kg/m3的屏蔽混凝土采用泵送澆筑法施工可比常規(guī)澆筑方法施工提高效率6-10倍；密度大于3600kg/m3的屏蔽混凝土采用常規(guī)澆筑方法施工。 7.建立了測試屏蔽混凝土密度均勻