王振兴 尹雷

【摘 要】随着我国核技术的快速发展，很多医疗机构引进了直线加速器，由于其产生辐射较大，需要采取专门的防辐射措施，这就对混凝土提出了更高的要求。本研究采用正交法，通过研究和优化，研制出一种可以防辐射的混凝土，并且其在满足工作性能和强度的基础上，具有优良的耐久性能。

【关键词】重晶石混凝土；防辐射混凝土；正交试验

1.前言

防辐射混凝土又叫屏蔽混凝土，对X射线、γ射线和中子辐射具有吸收能力，不易被放射线穿透的混凝土，其容重相对普通混凝土较大，容重一般在2800kg/m3以上。防辐射混凝土所需骨料有重晶石（BaSO4）、铁矿石（包括Fe2O3、Fe3O4、2Fe2O3·H2O）、铁屑、钢屑等作骨料，胶凝材料有硅酸盐水泥、锶水泥、钡水泥等。

根据设计要求混凝土容重在3400kg/m3以上，本文最终选择重晶石作为骨料，普通硅酸盐水泥作为胶凝材料。希望通过进行配合比设计和优化，得到满足容重、工作性、强度和耐久性要求的混凝土。

2.原材料性能

配置防辐射混凝土原材料相关参数见表1。

表1 原材料相关参数

重晶石技术指标见表2。

表2 重晶石技术指标

3.防辐射混凝土配合比设计

利用正交试验，选用胶凝材料用量、骨料用量和砂率三个因素作为变量，其中胶凝材料用量选择380kg/m3、400kg/m3、420kg/m3三个水平；骨料用量选择2850kg/m3、2900kg/m3、2950kg/m3三个水平；砂率选择36%、38%、40%三个水平作为水平变量。最后选择L9（34）正交表，试验方案包含9个水平组合。正交试验结果见表3。

表3 正交试验混凝土性能结果

通过正交试验最终选择胶凝材料用量为400kg/m3、骨料用量2950kg/m3三个水平、砂率36%为最佳配比。……