EJ T 1144-2004 混凝土辐射屏蔽.pdf
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1、ICS 27. 120.20 F 65 备案号:13659-2004中华人民共和国核行业标准EJ/T 1144-2004 混凝土辐射屏蔽c。ncreteradiat i。nshielding 2004一02-16发布1i施川MM实EE-Qutz 呻呻呻咄MAOHHHHHH HHMMMmm闹闹咽口UtlEUUU川nuaHHMMMMM啤啤啤EEE嘈E. . , EEEEE配qud叶,”HHHHmo- 川川叫川旺4川川川川叽们川川nunu川川川川HHMunuMMMMMM呻啤巧EEE配EE国防科学技术工业委员会发布EJ/T 1144-2004 目次TitiiqdRunonipO4nwd件部蔽屏它其和塞
2、穿贯筋K湖嗣才屏凝固比混盯合和MMU件配造Mm文和制NmmUM时制栅注明随口性和土、件土覆现川剧围范语则凝板埋凝面厘质Z范规术总混模预混表前123456789muEJ/T 1144-2004 刚亩本标准是参照ANSI-NIOI-1972混凝土辐射屏蔽进行编制的,同时参照了国内混凝土结构、混凝土骨料以及材料、焊接等标准II 本标准由中国核工业集团公司提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位z上海核工程研究设计院。本标准主要起草人:邱忠明。EJ/T 1144-2004 混凝土辐射屏蔽1 范围本标准规定了对混凝土辐射屏蔽结构的要求本标准适用于高放射性的实验室、放射化学站、试验装置和核电站
3、的屏蔽结构。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包含勘误的内容或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T 1596-1991 用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T 2847-1996 用于水泥中的火山灰质混合材料GB 50204-1992 混凝土结构工程施工及验收规范GBJ 5-1988木结构设计规范GBJ 9-1987 建筑结构载荷规范GBJ 18-1987 冷弯薄壁型钢结构技术规范盯IT317-1997 压水堆
4、核电厂辐射屏蔽设计准则EJ/T 1062-1998钢结构设计规范JGJ 18-1996 钢筋焊接及验收规程JGJ 51-1990 轻集料混凝土技术规程JGJ 55-2000 普通混凝土配合比设计技术规程3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3. 1 夕l、加jfljadmixture 在混合之前或混合期间不同于用作混凝土的水、骨料、或水泥中的任何一种的材料3.2 常规浇筑conventional placement 在这种方法中,混凝土的成分如普通水泥、水、细或粗的骨料被混合,然后通过泵、传送带、推车、吊桶或独轮车,利用重力把混凝土运进模板中3.3 预置骨料方法preplaced aggr
5、egate (PA) method 在这种方法中,首先把级配的粗骨料填满模板,然后用压力把结构砂浆填进骨料间的缝隙内。3.4 捣桨法puddI i ng method 在这种方法中,先在模板中浇上一层砂浆,然后在其上放置一层骨粗料,然后充分振动使粗骨料完全没入砂浆中,重复此过程直到达到预定的高度。EJ/T门44-20043. 5 压力灌浆pressure grouting 在这种方法中,液体砂浆在压力下被泵入空隙。这种方法被用来填满用其它浇筑方法所产生的混凝土中的空隙和裂缝。3.6 预埋件embedment 一个部分或全部嵌于混凝土的物体,但钢筋和结构所要求的装置除外。3. 7 离密度混凝土h
6、igh density concrete 为改善屏蔽性能而由特殊的重骨料组成的混凝土,密度大于2.56g/c旷的混凝土称为重混凝土。3.8 保护罩jacket 完全或部分覆盖于贯穿塞或屏蔽块上的金属体。3.9 覆面I iner 覆盖子混凝土辐射屏蔽结构表面的一个永久的金属板状物。3. 10 覆面固定网格I i ner screed 3. 11 3. 12 一种预埋件,通常是预埋的轧制结构型材,其上附着覆面。可移动的屏蔽墙movableshielding wa川能够作为一个整体装置移动的屏蔽墙。普通混凝土normal concrete 由普通砂石骨料制作,密度为2.35 g/c旷的混凝土。3.
7、13 贯穿件penetration 用于安装屏蔽窗、观察装置、管道、操纵器及其它部件和装置的位于屏蔽墙内或贯穿屏蔽墙的部件。3. 14 塞、屏蔽塞、贯穿塞、顶板plug,shielding plug, penetration plug, roof bl。ck为防止通过屏蔽的辐射泄漏,可以临时安装和去除的填于贯穿件内的辐射屏蔽装置3. 15 泵送法pu叩ing method 通过刚性或柔性管道,用泵将混凝土、砂浆或薄浆输送至浇筑地点的方法。3. 16 辐射屏蔽radiation shielding 设置于工作人员和辐射源之间,能够将电离辐射减少至合理可行尽量低水平(ALARA)的阻挡材料。3.
8、17 辐射漏束radiation streaming 通过屏蔽体中的孔、裂缝或间隙的辐射泄漏。3. 18 2 EJ/T 1144-2004 可拆卸式屏蔽墙removable shielding wa川由块组成或由屏蔽材料预制的单个装置所组成的一种能够被拆卸的永久性或临时性的屏蔽装置。3. 19 工作环境、工作条件service environme时,servicecondition 在正常情况下,辐射屏蔽将遭受到的热、冷、湿度、压力、腐蚀、磨损、冲击、振动或其它环境因素。3.20 窗、屏蔽窗、观察窗wind。w,shielding window, viewing window 由特殊高密度防辐
9、射玻璃或内含能吸收辐射的液体的玻璃盒子做成的位于屏蔽墙内的一种直接的观察装置,其生物屏蔽效果基本上与混凝土屏蔽相当3.21 窗衬里window I i ne r 给窗作衬里的金属覆盖层4总则4. 1 目的本节概括了屏蔽设计的各种特征,汇总了应用于非常规混凝土的建造,即混凝土辐射屏蔽设计和建造的特殊要求。本标准由混凝土辐射屏蔽的设计和建造中的操作者、设计者、设备计划者和建筑工程师执行。如使用中发现项目的文件和图纸与标准不同,应该按照本标准来修改这些项目图纸和文件,以满足标准的要求。4.2屏蔽设计屏蔽设计按照EJ/T317-1997进行。4.2. 1 屏蔽分析采用经过认可和验证的分析方法来确定贯穿
10、管道、间隙和辐射减弱的屏蔽设计4. 2. 1. 1 y屏蔽根据y射线的能量范围(0.5 10 MeV),为了减少屏蔽厚度,建议使用含有重骨料的混凝土屏蔽。4. 2. 1. 2 中子屏蔽中子辐射减弱通常比y减弱更加困难,和其它元素相比氢在慢化中子方面更加有效,在混凝土中以一定的比例出现在工作环境中,由于混凝土的温度升高,可以导致混凝土内水分的大量丧失,使慢化中子能力减弱。因此,用于屏蔽中子的混凝土的最大发热温度不应大于80。对工作温度大于80的混凝土屏蔽,建议在海凝土中使用含有结晶水的矿骨料。同样也可以使用含棚骨料以加强热中子的俘获,同时含棚骨料也能抑制热中子俘获时在普通混凝土中产生的高能y射线
11、。4. 2. 1. 3 和P屏蔽在和p的辐射屏蔽中,主要是为了防止气载粒子和放射性气体的释放,应满足下列条件za) 在混凝土辐射屏蔽体内部提供防止泄漏的衬垫:b) 对屏蔽的所有通道和缝隙进行密封:c) 系统保持负压,并且安装高效粒子过滤器。运行中如果产生放射性腆的话,应在房间内设置放射性腆吸附器。房间空气在过滤后不能排向人员停留的区域。4.2.2 应用载荷在辐射屏蔽装置的使用寿命期间,应考虑预计应用载荷的组合影响,它包括但不限于如下载荷za) 来自屏蔽结构部件的载荷:b) 屏蔽的静负载和它的部件:3 EJ/T 1144-2004 c) 可变载荷:d)稳定和非稳定压力载荷:e)来自于屏蔽支架、吊
12、装设备和其它在运行期间使用的、位于辐射屏蔽内或在屏蔽顶板上运行的设备载荷:f)来自内容物和维修装置的载荷(例如,来自管子热膨胀的挤压hg)振动载荷:h) 由发生DBAC设计基准事故引起的载荷:i) 由雪、风和周恩风所引起的载荷(这主要对那些遭受天气变化的屏蔽而言)。4.2.3 结构分析对辐射屏蔽的结构分析可以参考GBJ9-1987的要求进行。4.2.4事故工况分析如果在设计中应考虑设计基准事故CDBA),可以采用GBJ9-1987的要求进行分析。4.2. 5 运行分析应详细分析在房间内进行的全部可预见操作和维修程序,考虑全部设备和吊装部件的运行和要求。运行分析应该包括但不限于下列因素:a)操作
13、器和其它贯穿墙壁的或安置在墙上的设备之间的间隙:b)设各、吊装和观察装置、贯穿件和通行通道的干扰和妨碍的位置:c)上部净空、离障碍物的自由空间以及屋顶相对于设备和供给管线折卸和更换的位置:d)直接或非直接的观察部件的观察视野:e)操作器、卷扬机等的运行范围和起重能力:f)允许进行房间内物项安装和拆卸的辐射屏蔽的外部吊装空间:g)房间全部设备的修理和吊装方案,包括用于操作器和贯穿塞拆卸和更换的室外的手套箱:h)密封要求:i)通风和排放气体净化要求。4.3 经济考虑普通混凝土辐射屏蔽的费用小于高密度混凝土,费用通常随着混凝土密度的增加而增加。另一方面还有相关装置的费用,如观察窗、操作器和其它贯穿墙
14、的设备,这些可以通过使用高密度的混凝土减少屏蔽厚度来降低费用。在某些情况下,屏蔽厚度的减少可以减少密闭建筑物的尺寸和建造的费用。4.4材料的降级当铝或某些其它金属物与其包容的流体状态或硬结混凝土接触时,可能发生有害的化学反应,会影响混凝士本身的性能。在混凝土辐射屏蔽中不应该使用这些材料,除非该材料能够被有效的包覆和保护,可防止发生类似的反应。4.5 装配图除了设计图,应有表明全部模板、加强筋、衬垫、预埋件、贯穿件、有供给管线和附件的安装和制作所必需的细节和尺寸的图。应考虑辐射通过这些贯穿件和沿着这些预埋件泄漏的可能性,确保这些部件在混凝土浇筑所引起的载荷下不发生移动。应对装配图进行严格的审核,
15、以保证所标明的细节不破坏屏蔽的完整性。应对制造和安装进行仔细的检查,以确保图上所示的所有部件已经正确地安装。在浇筑混凝士之前,装配图应该由主管工程师确认。4. 6 特殊预防措施应遵守下述以及本标准其他章节所说明的辐射屏蔽建造中的特殊预防措施。4 EJ/T 1144-2004 4. 6. 1 确保得到标准所规定的屏蔽体的密度、成分和强度。为了达到这个目的,应满足以下要求ta)避免低密度骨料、沙、有机物和其它有害物对高密度骨料的污染:b)根据本标准第5章的要求,满足混凝土混合物的级配:c)在现场条件下,通过试验确认配合比:d)避免使用夹气混凝土(如果使用夹气混凝土,在确定混凝土厚度时应考虑由于夹气
16、所引起的混凝土密度的减少):e)应通过使用规定的适当的增塑剂和减水剂,使混合水量减至最少:f)水平嵌入物表面(如窗衬套下的混凝土浇筑要严实以防止孔隙:g)对预埋结构进行恰当的设计,以便在混凝土浇筑过程中不留有空气。4.6.2 应设计并支撑模板以对较重的载荷进行支持在操作中应该小心,防止骨料分离,降低搅拌器载荷以防止过载。4.6.3 在使用棚添加剂和磷铁合金骨料时应慎重,因为它们可能延缓混凝土达到规定的强度,凝固时间较长4.6.4 带套的屋顶、屏蔽塞和混凝土模板应通气,以防止由氢或其它事先不能预计产生的气体而带来的压力累积,其中磷铁合金混凝土最容易产生这种现象r4.6.5 加强筋、建造连接件、预
17、埋件、模板连接件和其它附件应正确设计和安装以防止辐射漏束5 混凝土成分和配合比5. 1 骨料根据使用骨料的密度,用于辐射屏蔽的混凝土被分成普通混凝土或高密度混凝土。本节中所涉及的骨料是辐射屏蔽中常用的。如果实际需要可以使用能够形成所要求的强度、寿命和屏蔽特性的其他混凝土骨料。5. 1. 1 普通混凝土骨料普通混凝土细和粗骨料应该符合国家现行有关标准的规定。5. 1.2 高密度混凝土骨料高密度混凝土的骨料可能是特殊的骨料或者是普通混凝土中使用的天然矿物料和特殊骨料的混合体。特殊骨料是铁丸、钢屑、天然矿物或者合成的骨料。铁丸应基本上是球形,钢屑应是正方体或直径和高度比较接近的圆柱体。铁和钢骨料应无
18、油脂、无油和其它涂层,也没有松散的铁锈,但是可以带有牢固附着的铁锈层。5. 1. 3 含结晶水骨料如果辐射屏蔽温凝土中水的含量不能达到本标准所规定的中子减弱要求的水平,可以使用含有高水分的特殊骨料,含结晶水骨料的成分见表1.5. 1. 4含翻骨料含棚骨料一般和其它骨料混合以加强中子俘获和降低由俘获中子产生的y射线的能量(由砌的质量数较小的同位素咆俘获中子产生的Y射线的穿透能力小于由氢或其它屏蔽材料俘获中子时产生的Y射线的穿透能力。含跚骨料见表2所示。含珊骨料可以延缓混凝土的初凝,延缓的程度取决于在混凝土中砌的数量。含珊骨料的级配应满足表3和表4中的要求和规定。5 EJ/T 1144-2004
19、表1含结晶水骨料的成分材料化学成分密度(g/cm)碎石Mg,S hOs (OH) 2.42.65 碎石,含结晶水铁矿砂(HFe!h), (比0),3.4 3.8 碎石,含结晶水铁矿砂HFe 3.0 一级二级全范围二级二级5. 1. 5 骨料尺寸辐射屏蔽混凝土用粗骨料,其最大颗粒粒径不应超过结构截面最小尺寸的1/4,且不得超过钢筋间最小间距的3/4。对混凝土实心板,骨料的最大粒径不直超过板厚的1/2,且不应超过50mm.5. 1. 6 骨料条件矿物骨料应是清洗的,无灰尘的。粗骨料上的粘土层、泥沙、石膏、方解石等的总重量不得大于骨料总重量的0.5%。骨料应按品种、规格分别堆放,不得混杂。骨料中严禁
20、混入锻烧过的白云石或石灰块。5.2普通硅酸盐水泥配置辐射屏蔽所用的普通硅酸盐水泥的性能指标应符合国家有关标准的规定。5.3 外加剂外加剂可以为了各种不同的原因加入混凝土,并且通常简化配合比。混凝土中掺用的外加剂,应符合下列规定:7 EJ/T 1144-2004 a) 外加剂的质量应符合现行国家标准的要求:b) 外加剂的品种及掺量应根据对混凝土性能的要求、施工及气候条件、混凝土所采用的原材料及配合比等因素经试验确定。5. 3. 1 夹气剂和;戚水剂夹气剂和减水剂的质量应符合现行国家标准的要求在蒸汽养护的混凝土和预应力混凝土中,不宜掺用夹气剂和减水剂。5.3.2缓凝剂使用缓凝剂以延缓混凝土的初凝时
21、间,这不会影响混凝土特性。缓凝剂的质量应满足现行国家标准的要求。5.3.3 火山灰火山灰是一种很细的灰料,通常与石灰和水反应形成水泥性产物,其凝固时间比水泥一水混凝土要缓慢得多。使用火山灰可以在混凝土的寿期内增加强度,增强流体状混凝土的可塑性,或者通过减少水泥含量来减小浇筑期间发热量,从而减少水化热的形成。火山灰应满足GB/T2847-1996中的要求。但是火山灰可以减小混凝土的密度,因此应在凝固后混凝土的屏蔽特性方面作细致的考虑。5.4混凝土配合比混凝土施工配合比,应根据屏蔽所要求的密度、设计所需混凝土强度等级、质量检验以及混凝土施工难易性的要求确定,并应符合合理使用材料和经济的原则。对有抗
22、冻、抗渗等要求的混凝土,尚应符合有关的专门规定。普通混凝土和轻骨料混凝土的配合比,应分别按JGJ55-2000和JGJ51-1990进行计算,井经过试配确定5.4. 1 由常规方法处理的混凝土具有:a) 本标准建议混凝土的最大蹋落度为7.6 cm; b) 最大骨料尺寸应和本标准中规定的一致,使用时应尽量避免使用夹气剂5.4.2 泵送法输运的混凝土的成分比例受一系列的因素影响,一般不建议使用泵送法来输送高密度混凝土,但是泵送法可以用于普通混凝土的输送。5.4.3 重骨料在密度方面的范围相当宽,因此可以形成相当宽密度范围的混凝土。通常使用的并且可得到的重骨料的密度见下表,可以用一种或几种骨料混合得
23、到表5中所列的密度。表5混凝土骨料的密度骨料名称普通石子和碎石(普通混凝土)重晶石磁铁矿饮铁矿磷铁矿铁丸,钢屑等6 模板、模板制造和混凝土钢筋6. 1 模板的形式混凝土密度(g/c的2.24 2.4 3.2 3.52 3.36 3. 76 3.52 3. 76 4.64 4.96 5.52 6.00 用于建造屏蔽的模板应由不易燃烧的或者阻燃的材料制成,例如,阻燃胶合板、带塑料涂层的胶合8 EJ/T 1144-2004 板、经金属阻燃处理过的硬质纤维板和钢材等在实际情况中可以考虑在所要求的表面光洁度以及经济方面因素的前提下,对上面的材料进行选择。但是不能将预埋件作为模艇。模板支架的材料宜选用钢材
24、,材料的材质应符合有关的专门规定。当采用术材作为模板时,其树种可根据各地区实际情况选用,材质不宜低于III等材。6.2模板及其支架应符合下列规定:a)保证工程结构和构件各部分尺寸和相互位置的正确:b)具有足够的承载能力、刚度和稳定性、能可靠的承受新浇混凝土的自重和侧压力,以及在施工过程中所产生的载荷:c)构造简单,装拆方便,并便于钢筋的捆扎、安装和混凝土的浇筑、养护等要求。d)模板的接缝不应漏浆6.3 模板的设计6. 3. 1 模板及其支架的设计应根据工程结构形式,荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行6.3.2钢模板及其支架的设计应符合EJ/T1062-1998的规定,其截面塑性
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