CN112645661A - 防辐射赤铁矿砖、赤铁矿砂浆及用二者施工屏蔽墙的方法 - Google Patents

防辐射赤铁矿砖、赤铁矿砂浆及用二者施工屏蔽墙的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了防辐射赤铁矿砖、赤铁矿砂浆及用二者施工屏蔽墙的方法，本防辐射屏蔽墙打破长期用混凝土浇筑屏蔽墙的模式，先在固定场所按照原料特定配合比搅拌至所需坍落度，注入模具，经振捣密实、硬化后拆模获得赤铁矿砖；赤铁矿砂浆由其组成原料按特定配合比混合搅拌生成；屏蔽墙通过放样、浇水、吊线和砌筑赤铁矿砖制作而成。砌砖方法：在新砌的赤铁矿砖墙砖块与旧墙壁之间的适当位置，植入钢筋固定；施工时赤铁矿砖与砖之间填充赤铁矿砂浆；本发明的赤铁矿砖和赤铁矿砂浆中加入适量粉煤灰，使和易性更好，施工更方便；赤铁矿砖可拆卸可重复使用，简化了施工、降低了生产成本，墙体密度高，防辐射屏蔽能力强，特别适合于在狭小的空间部位使用。

Description

防辐射赤铁矿砖、赤铁矿砂浆及用二者施工屏蔽墙的方法
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及防辐射赤铁矿砖、赤铁矿砂浆及用二者施工屏蔽墙的方法。
背景技术
核电站反应堆内部接触放射性物质的设备房间墙壁采用了防辐射混凝土隔离屏蔽墙，这些房间里需要安装设备，但在土建施工时设备并没有来得及安装，需要预留进入设备的孔洞，设备进入安装后，预留孔洞需要运用防辐射材料封堵，通常这个时候该房间周围以上的土建施工已经结束，如果采用混凝土施工，泵送混凝土管道很难搭设到该房间位置，况且防辐射孔洞的一次性防辐射混凝土需求方量一般不大，泵送施工时，泵送混凝土管道里不能使用的混凝土会形成浪费(防辐射屏蔽混凝土成本很高)，只有人工拌制混凝土或者混凝土泵送到结构外，人工运输到施工位置，但这样施工存在施工成本很高并且混凝土质量控制难度增大的问题。而且在设备投入运行后，如果发生故障维修或更换设备时，均需要移出设备，这时就需要拆除墙面，待设备重新就位后，又需要重新浇筑混凝土恢复墙面，施工难度高、成本高。但是如果采用赤铁矿砖加赤铁石砂浆施工的防辐射屏蔽墙体(一般赤铁矿砖比赤铁石砂浆高两个强度等级，便于拆卸时不损坏赤铁矿砖)，在拆卸墙体时，仅需清理赤铁矿砖之间的灰缝砂浆，把赤铁矿砖保留下来，下次封堵设备洞口时，仅仅需生产赤铁石砂浆，重复利用拆下来的赤铁矿砖就可以了，此方法节约成本和工期，且操作简单方便，车间定制化生产赤铁矿防辐射砖使工程质量得到了进一步的保障。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供了防辐射赤铁矿砖、防辐射赤铁矿砂浆及使用两者制造低成本、施工简单、质量更有保障、可拆卸、可重复使用、特别适合于在狭小的空间部位使用的高密度防辐射屏蔽墙的方法。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种防辐射赤铁矿砖，包括如下重量份数的原料组分：赤铁矿石547～558份；细赤铁矿砂154～157份；中赤铁矿砂188～192份；硅酸盐水泥100份；拌合水20～40份；高性能减水剂0.99～2.41份；42份Ⅰ级粉煤灰。
进一步地，所述赤铁矿石的粒径为5～25mm，所述细赤铁矿砂的粒径为2mm以下，所述中赤铁矿砂的粒径为2～5mm。
本发明还提供了一种防辐射赤铁矿砂浆，包括如下重量份数的原料组分：粒径2mm以下的赤铁矿砂349～357份；粒径2～5mm的赤铁矿砂426～436份；硅酸盐水泥100份；拌合水40～60份；高性能减水剂1.23～2.77份；54份Ⅰ级粉煤灰。
本发明还提供了一种可拆卸可重复利用的防辐射屏蔽墙的施工方法，包括以下步骤：
步骤一、根据屏蔽墙尺寸制定满足要求数量的防辐射赤铁矿砖，等到防辐射赤铁矿砖强度达到设计强度的80％后备用；
步骤二、将细赤铁矿砂、中赤铁矿砂、硅酸盐水泥、拌合水混合搅拌后加入高性能减水剂，再混合搅拌生成防辐射赤铁矿砂浆；
步骤三、将防辐射赤铁矿砖和防辐射赤铁矿砂浆运到需要施工可拆卸可重复利用的防辐射屏蔽墙的部位进行施工成型。
进一步地，步骤一中，防辐射赤铁矿砖的制备包括如下步骤：
S1、将赤铁矿石、细赤铁矿砂和中赤铁矿砂按比例混合搅拌均匀，然后继续加入硅酸盐水泥、Ⅰ级粉煤灰、拌合水混合搅拌片刻后加入高性能减水剂，混合搅拌均匀，且混合物达到所需坍落度；
S2、将步骤S1混合搅拌后的混合物注入模具，经振捣密实、硬化后拆模，形成高密度防辐射赤铁矿砖。
进一步地，步骤S1中，547～558份粒径5～25mm的赤铁矿石、154～157份粒径2mm以下的细赤铁矿砂和188～192份粒径2～5mm的中赤铁矿砂混合搅拌均匀，然后继续加入100份硅酸盐水泥、42份Ⅰ级粉煤灰和20～40份拌合水混合搅拌30s后加入0.99～2.41份高性能减水剂，再搅拌150s至混合物的坍落度为140±30mm。
进一步地，步骤二中，349～357份粒径2mm以下的细赤铁矿砂、426～436份粒径2～5mm的中赤铁矿砂、100份硅酸盐水泥、54份Ⅰ级粉煤灰和40～60份拌合水在搅拌器中混合搅拌30s后加入1.23～2.77份高性能减水剂，再搅拌90s，生成稠度为70～90mm的防辐射赤铁矿砂浆。
进一步地，步骤三中，防辐射赤铁矿砖和防辐射赤铁矿砂浆施工可拆卸可重复利用的防辐射屏蔽墙，包括如下步骤：放样、浇水、吊线和砌砖；其中砌砖的具体操作为：根据现场的条件和状况，在新砌的赤铁矿砖墙砖块与旧墙壁之间的适当位置，植入钢筋固定，更好地将新赤铁矿墙和老墙连在一起；施工时，防辐射赤铁矿砖的砖块与砖块之间缝隙处以防辐射赤铁矿砂浆填充。
进一步地，步骤三中，放样的具体操作为：在需要施工赤铁矿墙的位置，弹出墨线，并运用激光水平仪辅助确认线条是否垂直，以保证砌出来的墙不歪斜；浇水的具体操作为：在砌墙的前一天，防辐射赤铁矿砖用清水浇置，以增加之后与赤铁矿砂浆的附着力；吊线的具体操作为：在墙体的头尾两侧，利用铅垂或激光水平仪以钢钉固定垂直向尼龙线作为水平向尼龙线移动的基准，且水平向尼龙线以活结固定，以方便移动。
进一步地，步骤三中，施工的时候，防辐射赤铁矿砖以交丁方式堆叠，砖块与砖块之间的赤铁矿砂浆缝隙距离为10±3mm。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供了一种施工高密度防辐射屏蔽墙用赤铁矿砖，其在制备中将粉煤灰加入混凝土中，可充分发挥其“活性效应”、“滚珠效应”和“微集料效应”三种效应，进而产生如下有益技术效果：a、大掺量粉煤灰减小混凝土内部孔隙，改善混凝土耐久性，使耐久性更好，提高了混凝土质量；b、大掺量粉煤灰使和易性施工性能更好，便于施工，降低产生蜂窝、麻面、孔洞等施工缺陷形成质量问题的风险；c、混凝土中掺入大量粉煤灰替代部分水泥，粉煤灰为工业废料，价格低廉，降低了混凝土成本，获得了经济效益；d、掺加粉煤灰变废为宝，节约资源，实现工业废渣二次利用；e、该混凝土外加剂采用最新型的高性能减水剂，减水率高，混凝土流动性状态维持时间长，混凝土坍落度大(通过添加高性能混凝土外加剂试验，而不是通过加拌合水)，且保证了混凝土的耐久性优于添加其它混凝土外加剂或者不掺加混凝土外加剂，流动性好，和易性佳，便于施工；f、该混凝土使用了两级配组合的赤铁矿砂(粒径2mm以下的赤铁矿砂和粒径2～5mm的赤铁矿砂)，使砂的级配更优异，混凝土孔隙更低，减少了混凝土中的浆体需求量，节约了水泥用量，如果相同水泥用量，两级配砂孔隙率小，使混凝土浆量更丰富，和易性更好，混凝土更密实，内部空隙更少；
(2)本发明还提供了一种施工高密度防辐射屏蔽墙用水泥砂浆，该水泥砂浆具有以下优点：a，掺加大量I级优质粉煤灰，减小砂浆内部孔隙，改善砂浆耐久性，使耐久性更好，提高了砂浆质量；b,大掺量粉煤灰减少砂浆泌水，使砂浆和易性更好，便于施工；c，砂浆中掺入大量粉煤灰替代水泥，粉煤灰为工业废料，价格低廉，降低了混凝土成本，获得了经济效益；d，掺加粉煤灰变废为宝，节约资源，提高环保意识；e，该砂浆使用了两级配组合的铁矿砂，使砂的级配更优异，砂浆孔隙更低，减少了砂浆中的浆体需求量，节约了水泥用量；
(3)本发明还提供了提供一种可拆卸可重复使用的高密度防辐射屏蔽墙的制造方法，施工时，防辐射赤铁矿砖的砖块与砖块之间缝隙处以防辐射赤铁矿砂浆填充，此方法构筑的防辐射屏蔽墙具有如下优点：a)因赤铁矿砖成本高，本发明的赤铁矿砖在设备维修或者更换移出，拆掉屏蔽墙时，可以清除拆下来的赤铁矿砖上的赤铁矿砂浆，从而可拆卸、可重复使用，提高利用率，降低了成本；b)赤铁矿砖和赤铁矿砂浆中均加入适量粉煤灰掺合料，和易性更好，施工更方便，适用受限狭小空间不方便进行混凝土施工的部位；c)赤铁矿砖事先在专门的场地(车间化)生产完成，生产条件优越，保证了墙体的质量；d)此赤铁矿砖墙的密度高，不低于3700kg/m3，防辐射屏蔽能力强；e)本发明操作方便，比现场浇筑混凝土的技能要求低，很容易保质保量完成屏蔽墙的施工，快速完成节约了工期。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述。
实施例1
一种防辐射赤铁矿砖，其制备包括以下步骤：
S1、按以下组分及质量含量准备原料：硅酸盐水泥100份；拌合水34份；高性能减水剂1.70份；Ⅰ级粉煤灰42份；赤铁矿砂(粒径2mm以下)155份；赤铁矿砂(粒径2～5mm)190份；赤铁矿石(粒径5～25mm)550份；
S2、将550份赤铁矿石(粒径5～25mm)、155份赤铁矿砂(粒径2mm以下)和190份赤铁矿砂(粒径2～5mm)加入搅拌器混合搅拌均匀，然后加入100份硅酸盐水泥、42份Ⅰ级粉煤灰和34份拌合水搅拌30秒，最后加入1.70份高性能减水剂，搅拌器进行搅拌150秒，搅拌均匀，使混合物的坍落度达到140±30mm；
S3、将步骤S2中搅拌均匀的混合物注入模具(模具尺寸满足砌体的要求尺寸)，振捣密实后，硬化24小时后拆模，形成防辐射赤铁矿砖；赤铁矿混凝土拌合物出机和硬化后性能如表1所示：
表1实施例1的出机赤铁矿混凝土和混凝土硬化后性能参数
Figure BDA0002882028490000041
实施例2
一种防辐射赤铁矿砖，其制备包括以下步骤：
S1、按以下组分及质量含量准备原料：硅酸盐水泥100份；拌合水20份；高性能减水剂2.42份；Ⅰ级粉煤灰42份；赤铁矿砂(粒径2mm以下)157份；赤铁矿砂(粒径2～5mm)192份；赤铁矿石(粒径5～25mm)558份；
S2、将558份赤铁矿石(粒径5～25mm)、157份赤铁矿砂(粒径2mm以下)和192份赤铁矿砂(粒径2～5mm)加入搅拌器混合搅拌均匀，然后加入100份硅酸盐水泥、42份Ⅰ级粉煤灰和20份拌合水搅拌30秒，最后加入2.42份高性能减水剂，搅拌器进行搅拌150秒，搅拌均匀，使混合物的坍落度达到140±30mm；
S3、将步骤S2中搅拌均匀的混合物注入模具(模具尺寸满足砌体的要求尺寸)，振捣密实后，硬化24小时后拆模，形成防辐射赤铁矿砖；赤铁矿混凝土拌合物出机和硬化后性能如表2所示：
表2实施例2的出机赤铁矿混凝土和混凝土硬化后性能参数
Figure BDA0002882028490000051
实施例3
一种防辐射赤铁矿砖，其制备包括以下步骤：
S1、按以下组分及质量含量准备原料：硅酸盐水泥100份；拌合水40份；高性能减水剂0.99份；Ⅰ级粉煤灰42份；赤铁矿砂(粒径2mm以下)154份；赤铁矿砂(粒径2～5mm)188份；赤铁矿石(粒径5～25mm)547份；
S2、将547份赤铁矿石(粒径5～25mm)、154份赤铁矿砂(粒径2mm以下)和188份赤铁矿砂(粒径2～5mm)加入搅拌器混合搅拌均匀，然后加入100份硅酸盐水泥、42份Ⅰ级粉煤灰和40份拌合水搅拌30秒，最后加入0.99份高性能减水剂，搅拌器进行搅拌150秒，搅拌均匀，使混合物的坍落度达到140±30mm；
S3、将步骤S2中搅拌均匀的混合物注入模具(模具尺寸满足砌体的要求尺寸)，振捣密实后，硬化24小时后拆模，形成防辐射赤铁矿砖；赤铁矿混凝土拌合物出机和硬化后性能如表3所示：
表3实施例3的出机赤铁矿混凝土和混凝土硬化后性能参数
Figure BDA0002882028490000052
实施例4
一种防辐射赤铁矿砂浆，其制备步骤为：将352份赤铁矿砂(粒径2mm以下)和431份赤铁矿砂(粒径2～5mm)加入搅拌器混合搅拌均匀，然后加入100份硅酸盐水泥、54份Ⅰ级粉煤灰和51份拌合水搅拌30秒，最后加入1.54份高性能减水剂，搅拌器进行搅拌90秒，生成稠度为70～90mm的防辐射赤铁矿砂浆；赤铁矿砂浆出机和硬化后性能如表4所示：
表4实施例4的出机赤铁矿砂浆和砂浆硬化后性能参数
Figure BDA0002882028490000061
实施例5
一种防辐射赤铁矿砂浆，其制备步骤为：将357份赤铁矿砂(粒径2mm以下)和436份赤铁矿砂(粒径2～5mm)加入搅拌器混合搅拌均匀，然后加入100份硅酸盐水泥、54份Ⅰ级粉煤灰和40份拌合水搅拌30秒，最后加入2.77份高性能减水剂，搅拌器进行搅拌90秒，生成稠度为70～90mm的防辐射赤铁矿砂浆；赤铁矿砂浆出机和硬化后性能如表5所示：
表5实施例5的出机赤铁矿砂浆和砂浆硬化后性能参数
Figure BDA0002882028490000062
实施例6
一种防辐射赤铁矿砂浆，其制备步骤为：将349份赤铁矿砂(粒径2mm以下)和426份赤铁矿砂(粒径2～5mm)加入搅拌器混合搅拌均匀，然后加入100份硅酸盐水泥、54份Ⅰ级粉煤灰和60份拌合水搅拌30秒，最后加入1.23份高性能减水剂，搅拌器进行搅拌90秒，生成稠度为70～90mm的防辐射赤铁矿砂浆；赤铁矿砂浆出机和硬化后性能如表6所示：
表6实施例6的出机赤铁矿砂浆和砂浆硬化后性能参数
Figure BDA0002882028490000063
实施例7
一种可拆卸可重复利用的防辐射屏蔽墙，其制作包括如下步骤：
步骤一、根据墙面要求制定满足要求数量的实施例1～3任一防辐射赤铁矿砖，等到赤铁矿砖强度达到设计强度的80％后备用；
步骤二、制备实施例4～6任一防辐射赤铁矿砂浆；
步骤三、将赤铁矿砖和赤铁矿砂浆运到需要施工可拆卸可重复利用的防辐射屏蔽墙的部位进行施工成型，得到核电用可拆卸赤铁矿砖墙；具体步骤如下：
放样：在需要施工赤铁矿墙的位置，弹出墨线，并运用激光水平仪辅助确认线条是否垂直，以保证砌出来的墙不会歪斜；
浇水：砌墙的前一天，防辐射赤铁矿砖砖块用清水浇置，以增加之后与赤铁矿砂浆的附着力；
吊线：在墙体的头尾两侧，利用铅垂或激光水平仪以钢钉固定垂直向尼龙线作为水平向尼龙线移动的基准，且水平向尼龙线以活结固定，以方便移动；
施工：一切就绪，准备砌墙后，根据现场的条件和状况，在新砌的赤铁矿砖墙砖块与旧墙壁之间的适当位置，植入钢筋固定(称为壁栓)，以更好地将新赤铁矿墙和老墙连在一起；施工时，防辐射赤铁矿砖的砖块与砖块之间的赤铁矿砂浆缝隙距离在10±3mm左右，并且以防辐射赤铁矿砂浆填充，赤铁矿砖块应以交丁方式堆叠。
特别注意施工赤铁矿砂浆灰缝一定要饱满，施工完成后得到可拆卸可重复使用的高密度防辐射屏蔽墙。
本发明的核电用可拆卸可重复使用的高密度防辐射屏蔽墙由赤铁矿砖和赤铁矿砂浆施工而成，赤铁矿砖和赤铁矿砂浆中加入适量粉煤灰掺合料以及高性能减水剂，与长期以来的混凝土浇筑成的高密度防辐射屏蔽墙相比，具有和易性更好，施工更方便，适用于受限狭窄空间的不便进行混凝土施工的部位、高成本的赤铁矿砖可拆卸可重复使用、利用率高、降低生产成本等优点；采用上述方法施工的核电用可拆卸可重复使用赤铁矿墙密度高，防辐射屏蔽能力强。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防辐射赤铁矿砖，其特征在于，包括如下重量份数的原料组分：赤铁矿石547～558份；细赤铁矿砂154～157份；中赤铁矿砂188～192份；硅酸盐水泥100份；拌合水20～40份；高性能减水剂0.99～2.41份；42份Ⅰ级粉煤灰。
2.根据权利要求1所述的防辐射赤铁矿砖，其特征在于：所述赤铁矿石的粒径为5～25mm，所述细赤铁矿砂的粒径为2mm以下，所述中赤铁矿砂的粒径为2～5mm。
3.一种防辐射赤铁矿砂浆，其特征在于，包括如下重量份数的原料组分：粒径2mm以下的赤铁矿砂349～357份；粒径2～5mm的赤铁矿砂426～436份；硅酸盐水泥100份；拌合水40～60份；高性能减水剂1.23～2.77份；54份Ⅰ级粉煤灰。
4.一种可拆卸可重复利用的防辐射屏蔽墙的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、根据屏蔽墙尺寸制定满足要求数量的防辐射赤铁矿砖，等到防辐射赤铁矿砖强度达到设计强度的80%后备用；
步骤二、将细赤铁矿砂、中赤铁矿砂、硅酸盐水泥、拌合水混合搅拌后加入高性能减水剂，再混合搅拌生成防辐射赤铁矿砂浆；
步骤三、将防辐射赤铁矿砖和防辐射赤铁矿砂浆运到需要施工可拆卸可重复利用的防辐射屏蔽墙的部位进行施工成型。
5.根据权利要求4所述的可拆卸可重复利用的防辐射屏蔽墙的施工方法，其特征在于：步骤一中，防辐射赤铁矿砖的制备包括如下步骤：
S1、将赤铁矿石、细赤铁矿砂和中赤铁矿砂按比例混合搅拌均匀，然后继续加入硅酸盐水泥、Ⅰ级粉煤灰、拌合水混合搅拌片刻后加入高性能减水剂，混合搅拌均匀，且混合物达到所需坍落度；
S2、将步骤S1混合搅拌后的混合物注入模具，经振捣密实、硬化后拆模，形成高密度赤铁矿砖。
6.根据权利要求5所述的可拆卸可重复利用的防辐射屏蔽墙的施工方法，其特征在于：步骤S1中，547～558份粒径5～25mm的赤铁矿石、154～157份粒径2mm以下的细赤铁矿砂和188～192份粒径2～5mm的中赤铁矿砂混合搅拌均匀，然后继续加入100份硅酸盐水泥、42份Ⅰ级粉煤灰和20～40份拌合水混合搅拌30s后加入0.99～2.41份高性能减水剂，再搅拌150s至混合物的坍落度为140±30mm。
7.根据权利要求4所述的可拆卸可重复利用的防辐射屏蔽墙的施工方法，其特征在于：步骤二中，349～357份粒径2mm以下的细赤铁矿砂、426～436份粒径2～5mm的中赤铁矿砂、100份硅酸盐水泥、54份Ⅰ级粉煤灰和40～60份拌合水在搅拌器中混合搅拌30s后加入1.23～2.77份高性能减水剂，再搅拌90s，生成稠度为70～90mm的防辐射赤铁矿砂浆。
8.根据权利要求4所述的可拆卸可重复利用的防辐射屏蔽墙的施工方法，其特征在于：步骤三中，防辐射赤铁矿砖和防辐射赤铁矿砂浆施工可拆卸可重复利用的防辐射屏蔽墙，包括如下步骤：放样、浇水、吊线和砌砖；其中砌砖的具体操作为：根据现场的条件和状况，在新砌的赤铁矿砖墙砖块与旧墙壁之间的适当位置，植入钢筋固定；施工时，防辐射赤铁矿砖的砖块与砖块之间缝隙处以防辐射赤铁矿砂浆填充。
9.根据权利要求8所述的可拆卸可重复利用的防辐射屏蔽墙的施工方法，其特征在于：步骤三中，放样的具体操作为：在需要施工赤铁矿墙的位置，弹出墨线，并运用激光水平仪辅助确认线条是否垂直，以保证砌出来的墙不歪斜；浇水的具体操作为：在砌墙的前一天，防辐射赤铁矿砖用清水浇置；吊线的具体操作为：在墙体的头尾两侧，利用铅垂或激光水平仪以钢钉固定垂直向尼龙线作为水平向尼龙线移动的基准，且水平向尼龙线以活结固定，以方便移动。
10.根据权利要求8所述的可拆卸可重复利用的防辐射屏蔽墙的施工方法，其特征在于：步骤三中，施工的时候，防辐射赤铁矿砖以交丁方式堆叠，防辐射赤铁矿砖的砖块与砖块之间的赤铁矿砂浆缝隙距离为10±3mm。
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