基于蒙特卡罗方法,采用FLUKA软件建立了中子源散射球壳和质子源入射水靶球壳数值模型,分析了不同厚度钢渣混凝土对不同能量等级和不同屏蔽角度中子射线的屏蔽能力,并与普通混凝土进行了对比。结果表明:随着屏蔽厚度的增加,混凝土对中子射线的屏蔽能力不断提升;混凝土对慢中子射线和中能中子射线的屏蔽效果优于快中子射线;钢渣混凝土对中子射线的屏蔽效果优于普通混凝土;屏蔽角度越大,使关注点剂量当量率满足规范要求的混凝土屏蔽厚度越小;用钢渣混凝土取代普通混凝土可显著减小材料的屏蔽厚度。

对盾构管片钢渣混凝土蒸养后的力学性能进行了试验研究,分析了不同水胶比及钢渣粉、粉煤灰及矿渣粉等矿物掺合料的掺入对蒸养后钢渣混凝土力学性能的影响,探讨了不同养护方式、蒸养工艺对钢渣混凝土拆模强度的影响。结果表明,水胶比对蒸汽养护制度下早期强度影响较大,对标准养护条件下抗压强度影响小;钢渣粉、粉煤灰及矿渣粉掺入总量为20%时,其拆模强度比其他掺量高,出于经济性及工业废渣的资源化利用考虑,可选强度差距不大的25%掺量;采用试件成型后静养时间2h,然后以15℃/h的升温速率升温至65℃,恒温4h后以15℃/h的降温速率降至室温的蒸养工艺能得到较高的拆模强度。

通过对磨细钢渣粉的物理性质和化学成分分析,发现磨细钢渣粉中含有较高的金属氧化物,且活性指数高达107%。本文选用磨细钢渣粉作为导电相材料,以磨细钢渣粉取代水泥作为胶凝材料来制备钢渣混凝土。试验结果表明,随着钢渣粉取代量的增加,钢渣混凝土的电阻率明显下降,具有良好的导电性能;当钢渣粉取代水泥质量的10%~40%时,钢渣混凝土的抗压、抗折强度呈非线性增大,抗压强度最高可达92.1MPa。说明钢渣混凝土具有高强度和低电阻率的特征。