分别以赤铁矿、褐铁矿作为重骨料,并掺入适量铁砂,制备了高性能防辐射混凝土,对比研究了重骨料的类型对防辐射混凝土工作性、力学性能、表观密度、屏蔽性能和耐高温性能的影响。结果表明:掺赤铁矿、褐铁矿防辐射混凝土的工作性、力学性能、表观密度和耐高温性能均满足相关工程要求;赤铁矿防辐射混凝土中H、O元素的等效质量密度不满足工程要求,Fe元素的等效质量密度满足工程要求;褐铁矿防辐射混凝土中H、O、Fe元素的等效质量密度均满足工程要求,屏蔽性能较好。综合考虑各项性能,推荐采用褐铁矿作为防辐射混凝土的重骨料。

研究了Ⅱ级粉煤灰-S75级矿粉复合掺合料的掺量(20%、25%、30%、35%)对核工程混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响,并与单掺和复掺Ⅰ级粉煤灰与S95级矿粉的混凝土进行了对比。结果表明:经超细粉磨后,Ⅱ级粉煤灰和S75级矿粉的颗粒形貌得到改善,趋于圆润光滑;相同掺量下,与单掺和复掺Ⅰ级粉煤灰与S95级矿粉的试验组相比,掺复合掺合料混凝土的工作性更好,力学、抗冻、抗氯离子渗透和抗硫酸盐侵蚀性能更优;随着复合掺合料掺量的增加,混凝土的坍落度、抗压强度、相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数均先增大后减小,质量损失率和氯离子扩散系数均先减小后增大,其最佳掺量为30%。

根据“华龙一号”核电工程PX泵房蜗壳区钢筋混凝土结构设计要求,设计了掺多功能外加剂的高性能纤维增强混凝土,研究了混凝土的工作性、力学性能、抗氯离子渗透性能和收缩性能。结果表明:掺或不掺多功能外加剂的混凝土工作性、力学性能、抗氯离子渗透性能和收缩性能均满足工程要求;多功能外加剂的掺入对混凝土的坍落度、抗压强度和氯离子扩散系数影响不大,但能显著提高混凝土的先水中14 d后空气中14 d的限制膨胀率,提高混凝土的补偿收缩能力;工程应用结果表明,掺多功能外加剂的混凝土在连续生产期间的28 d抗压强度符合相关标准中的控制要求,标准差仅为2.72 MPa,说明混凝土的质量稳定、可控。

在纤维总体积掺率不超过1%的情况下,采用钢纤维、塑钢纤维以及聚丙烯纤维单掺、双掺和三掺配制得到了高流动度纤维增强混凝土;通过稠度试验、抗压试验和劈裂试验,对比分析了纤维混杂方式和纤维混掺比例对基体混凝土工作性能、抗压强度以及劈裂强度的影响规律。结果表明,在混凝土中掺加0.25%~0.35%的引气剂可显著改善混杂纤维增强混凝土的坍落度和坍落扩展度;钢纤维/塑钢纤维/聚丙烯三元混杂可显著提高基体混凝土的抗压强度和劈裂强度最大分别提高了25%和32.61%。;综合考虑混凝土工作性能和力学性能,CF60大流动混杂纤维增强混凝土的纤维混掺比例选定为0.6%SF、0.2%HF、0.11%PPF,引气剂建议掺量为0.35%。