医用直线加速器机房超厚反击破混凝土施工技术探讨研究

  医用直线加速器机房超厚反击破混凝土施工技术探讨研究

陈志红   ,刘宏海

中建八局第三建设有限公司   210000

【摘  要】： 安徽省肿瘤医院一期工程——康复中心直线加速器是引进世行贷款进行国际招标项目，该项目引进国际先进的医学设备直线加速器，旨在满足广大肿瘤患者就诊要求，更好的保障人民群众的健康，该项目的建成对于目前解决肿瘤难题具有重要的作用。本项目直线加速器共两台，由于设备本身的特殊性和工程结构的复杂性给工程施工在理论与实践上提出了新的技术课题，“难”、“特”、“新”的工程特点也给工程技术人员提供了科技创新的机遇。

【关键词】：反击破石子、高速旋转、针状和片状、超厚

1.工程概况

安徽省肿瘤医院一期工程——康复中心直线加速器机房由主机房和附机房组成，建筑面积约,主机房顶板厚为2.6米，净高为4.65米；剪力墙厚4米、2.6米;附机房顶板厚为1.3米,墙厚为1.3米, 机房顶板下为层高1.8米空仓夹层；主机房和附机房平面尺寸见附图一;砼强度等级为C35, 密度要求达到2400KG/M3以上。

2.反击破混凝土概念

 反击破混凝土与普通混凝土材料上区别主要在于粗骨料不同，反击破混凝土粗骨料为反击破石子。反击破石子是反击式破碎机（反击破）利用高速旋转的转子上的板锤，对送入破碎腔内的物料产生高速冲击而破碎并使已破碎的物料沿切线方向以高速抛向破碎腔另一端的反击板，再次被破碎，然后又从反击板反弹到板锤，继续重复上述过程。在往返途中，物料间还有互相碰击作用。由于物料受到板锤的打击、与反击板的冲击以及物料相互之间的碰撞，物料不断产生裂缝，松散及薄弱部位被粉碎。当物料粒度小于反击板与板锤之间的缝隙时，就被卸出即生产出无片状及针状的反击破石子，这种石子粒径接近10-30MM，由于没有针状和片状，单位体积干容重大。是反击破混凝土的理想材料。

3.工程重点、难点分析

3.1、本工程采用反击破混凝土屏蔽肿瘤病人治疗过程中α、γ等离子射线辐射，要求屏蔽结构的混凝土不但要密实没有裂缝而且根据设备厂家要求密度不小于2400KG/M3。普通混凝土密度常规为2200KG/M3——2300KG/M3；解决砼配合比是施工的重点。

3.2、本工程顶板和墙均为超重、超厚大体积砼结构，为防止α、γ等射线穿透结构薄弱环节而造成对人致命的伤害，工艺要求结构剪力墙及顶板同时浇筑，施工难度较大。

4.施工工艺：

4.1反击破混凝土技术要求

4.1.1具有低水化热及较平缓的升温降温速率。

4.1.2具有低收缩性，匀质性与体积稳定性。

4.1.3满足施工工艺要求：

(1)较好的可泵性能；

(2)较好的流动性及易于振动的性能；

(3)初凝时间不小于4h，终凝不大于12h；

(4)干容重须在2400KG/M3以上；

4.1.4满足C35强度与S6抗渗要求。

4.2反击破混凝土配制

4.2.1优先选择低水化热水泥，本工程采用矿渣硅酸盐水泥，使具有低水化热及较平缓升温速率。

4.2.2粗骨料选择：本工程粗骨料须采用反击破石子，该石子为特殊石子，生产厂家很少，施工该部位时恰逢主产石子的巢湖全市封山育林禁止开采。施工单位技术负责人与天柱混凝土厂家、具有该方面丰富经验的安徽省肿瘤医院院党委书记、安徽省肿瘤医院基建办总工等一块去巢湖石子主产区调研。通过多方渠道提供的信息及长达20多天的调研最终调研发现巢湖市庐江县一家石子厂库存的反击破石子正好能满足要求。

4.2.3在胶凝材料总量中采用低水泥用量，增加辅助性胶凝材料。掺加粉煤灰(内掺法)以改善砼中胶凝浆体的级配，提高浆体与界面的致密性，减少收缩；降低水化热。提高体 积稳定性并有助于提高砼抗腐蚀性。

4.2.4在胶凝材料总量中掺加微膨胀剂使硬化过程中由微膨胀剂产生的预压应力抵消降温产生的收缩应力防止温差裂缝。

4.2.5使用高效减水剂,满足泵送性能,施工坍落度及分层分段浇筑的缓凝与终凝时间要求.

4.2.6控制原材料质量,满足相关规范的要求,注意骨料的级配,确保 反击破混凝土的质量.

4.3反击破混凝土配合比设计

4.3.1设计原则

(1)根据砼强度等级为C35的要求,确定水胶比为0.4。

(2)胶凝材料总量控制不少于417KG/M3。

(3)砂率为0.4。

(4)试配强度按fcu.0=fcu.k+16.5σ    取σ=5Mpa

(5)设计计算采用绝对体积法。

4.3.2配合比确定

将确定好的反击破石子取样试配，经10组配合比试验3次循环对优选，施工配合比确定为每立方米砼用料为：水泥354kg,  水178kg, 砂749 kg, 石子1143kg,  VEA（内掺12%）33kg，外加剂（1.8%）。

4.4反击破混凝土施工

反击破混凝土工作原理即通过本身结构致密性防止射线的穿透，混凝土施工时必须保证连续性及振捣密实，不允许留置薄弱环节。所有穿墙管均必须保证立体斜向45度角，内低外高（见图二）。混凝土浇筑不允许间歇和留置施工缝，不允许有烟头、木屑、锯末等杂质存在。

4.4.1施工准备

(1)编制模板专项方案，且通过了专家论证。

(2)为确保无杂质及污物存在，前期施工阶段要求所有材料均在厂外加工，场内禁止吸烟及带入饮料瓶，所有与钢筋及混凝土原材料无关的材料不允许带入现场。建设单位及项目技术人员全面仔细的查找（见图三），确保不存在任何杂物，砼浇筑前用四台吸尘器地毯式的清理，确保反击破混凝土的质量。

(3)现场配备温度跟踪测控人员，时刻关注混凝土内外温差变化。

图二 图三

4.4.2混凝土运输 

施工时提前安排好混凝土运输路线，为保证反击破混凝土质量，天柱混凝土厂家专门提供一条生产线为我们供应混凝土并停掉其它单位混凝土供应以保证运输车能满足我们生产使用，不留施工间歇时间。

4.4.3混凝土浇筑与帪捣

(1)剪力墙浇筑与振捣

加速器主机房墙身类似2.6米×4米的暗柱，一个方向厚度为2.6米，另一个方向为4米，层高为5.95米，根据公式 求得模板测压力非常大，既要保证混凝土不胀模又要保证混凝土振捣密实而且还要振捣均匀，防止局部过振将细骨料集中在一起满足不了容重达标要求，这些指标要求振捣手要有丰富的操作经验。混凝土浇筑时从一端开始循环式分层浇筑，每层厚度不大于500，振捣手要做到不漏振也不过振，所有临时间歇处必须内低外高，确保反击破混凝土施工质量。

(2)顶板浇筑与振捣

因加速器主机房顶板梁2.6米厚，梁底标高比附机房底标高下沉0.8米，梁顶标高高出附机房0.5米，附机房顶板厚为1.3米。本身结构为超厚、超重结构且为大体积混凝土施工。混凝土浇筑采用斜面分层分段浇筑，每次浇筑不超过500即“一个坡度、分层浇筑、循序渐进”。先从主机房梁底开始浇筑，厚度为500（主机房宽度为4米），然后在浇筑400厚浇筑至附机房——暗梁，循环分层依次浇筑，每层厚度均不超过500。每层结合部位均须振捣密实。

4.4.4混凝土保温与养护

本工程混凝土水平构件表面保温采用覆盖塑料纺织布加草袋的方法，墙体保温采用泡沫塑料板夹心式保温模板。养护期为21天。

4.4.5混凝土特征总结

该种混凝土表观易于沉实，泌水性强，表面无干缩裂缝，升降温度速率较平缓，温度曲线峰顶形状呈现为“非陡坡”型，升温最大值发生在72-96h，当浇筑温度为20-25ºC时,砼中心温度最大值达到50-54ºC，砼28天平均温度为38.70Mpa。

五、结束语

工程结构未出现裂纹，没有断层现象，砼密实且表面平整，表观效果好，安徽省肿瘤医院一期工程加速器机房顺利通过了安徽省环保局及安徽省卫生监督管理所的验收，受到验收专家组一致好评，工程质量达到预期目标，该工程先后获得安徽省级新技术应用示范工程验收及安徽省优质工程“黄山杯”称号，为后续类似工程提供了宝贵经验。

参考文献

（1）何超达、黄海明合编            《施工技术》2012年第5卷第1期

（2）王士超、谢益庭、孙雷合编    《工程质量》2014年07期                                                                                                            

图一  直线加速器平面及剖面图

作者简介：陈志红 1973/04/14 男 湖北蕲春 汉 本科 物资管理部经理/高级经济师 研究方向：建筑物资管理

龚万红 1986/09/15 男 湖北省麻城市 汉 本科 工程师 中建八局第三建设有限公司 研究方向：工程技术