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《核工程混凝土用复合掺合料》

标准编制说明

1工作简况

中核集团作为中央直接管理的国有重要骨干企业，在新发展阶段提出了推动

我国建成世界核工业强国的“三位一体”奋斗目标。中国核电工程有限公司（以下

“”

简称中核工程）作为集团内设计龙头企业，在工程设计和建造阶段需承担更重

要的责任。面对不同以往核工程的设计和施工难题，从设计角度进行主动变革，

缩短建造周期、降低建造成本、提高建造质量，有助于促进核工程的经济性和安

全性不断提升，才能有效的实现助力中核集团战略目标。

为规范核工程混凝土耐久性设计，提升核工程混凝土的性能。中核集团充分

利用核工程几十年混凝土设计与施工经验、在总结国家标准和其它行业标准基础

上，结合核工程特点展开重点研究，形成核工业首部耐久性设计规范——《核安

全相关混凝土结构耐久性设计规范》（NB/T20549-2019），顶层系统性地规范了

混凝土结构的耐久性设计。

混凝土掺合料品质参差不齐，达到混凝土高性能技术要求的优质材料相对不

足，存在单一性能不达标的现象，需扩大核工程混凝土材料选取范围与可用性，

降低混凝土原材料异地采购、运输的成本。编制组通过核工程项目所在地产业与

材料供应现状，改善粉煤灰、矿渣粉性能等优化胶凝材料体系，基于现有施工水

平有效提高了混凝土的施工质量、并解决了材料缺陷与工业副产物的利用，促进

了核化工混凝土的环保、经济、循环发展。研究发现，核工程混凝土用复合掺合

料缺少加工生产端的标准，标准的缺失不能指导相关企业生产合格复合矿物掺合

料供应核工程项目建设；为了补上核电混凝土耐久性标准体系缺失，促进材料企

业提升产品质量，保障核工程项目建设质量，编制组向中国核工业勘察设计协会

提出《核工程用功能型复合矿物掺合料》团体标准申请。

1.1任务来源

我国国情和地理环境决定了核工程与核化工项目的特殊性。混凝土结构作为

核工程与核化工运作的基础保障，承受着地质环境、服役环境、结构徐变、疲劳

侵蚀等不同因素的破坏。混凝土结构耐久性是核工程混凝土结构设计中的重要内

容，是保证混凝土结构在使用年限或使用寿命内正常发挥功能的根本。核工程建

构筑物由于其本身功能的特殊性，必须保证其在使用年限内结构的安全性，一旦

结构发生破坏，必将造成巨大的危害。鉴于其特殊性，核工程建构筑物建成，后

期实施大修的技术难度大，经济成本高，为了保证更长运行年限的核安全，必须

进行更高标准的混凝土结构耐久性设计。

然而，我国混凝土结构耐久性研究和设计起步较晚。核工程混凝土结构耐久

性研究也是在民用领域的基础上，从一个关注、认知、研究、逐渐形成核工程自

有特色成果的过程。在这一过程中，发现提升混凝土结构耐久性的技术路线中，

高价值工业副产物资源的超细化制备复合矿物掺合料是优选的技术路线。第一，

丰富项目所在地的材料选择，弥补材料性能指标。核工程选址多在沿海地区或者

人口密度低、易隔离的偏远地区。沿海区域以核电站为主，西北盐渍土地区以核

化工为主；项目所在地材料的选择受限，混凝土胶凝材料的耐久性指标不高，项

目质量提升存在瓶颈。第二，利于提升混凝土结构的耐久性。民建领域已有的研

究成果表明矿物掺合料实现提升混凝土结构耐久性能；利于调控混凝土水化反应

过于集中放热情况。第三，优化施工性能，提升抗冲蚀能力。工业副产物中的粉

煤灰中的微珠效应，提升混凝土施工性；硅灰微孔隙填充效应，提升混凝土的密

实性，进而有助于强度提升和抗冲蚀能力提升。第四，消纳工业副产物，绿色循

环持续，环保降碳。符合中国国情，实现建筑行业的绿色循环可持续发展，同时，

满足建筑行业碳中和指标要求，实现国家战略目标。第五，就地取材，降本增效。

掺合料是利用项目地附近材料，经过超细破碎粉磨，通过尺寸效应激发材料性能，

利用科学复配与混凝土原有胶凝材料共同提升混凝土结构耐久性，实现项目地工

业副产物利用，减少运输距离，降低项目建设造价成本的同时缓解地方环境压力。

基于前述的基础上，结合核工程与核化工的特殊性，着重筛选可供建设用的

掺合料。先前掺合料是工业副产物直接用于混凝土结构的建设，伴随着工业技术

进步，环保要求的日趋严苛，工业副产物的质量和性能逐步劣化。早前粉煤灰的

微集料效应和活性效应可以改善混凝土的施工和易性与耐久性能。近年来，国家

发展清洁能源，煤电脱硫脱硝技术改造给粉煤灰引入不利组分，导致混凝土工程

中优质粉煤灰的供给减少，质量下降。例如选择性催化还原技术(SCR)和