T/CNEA 028-2022 压水堆乏燃料干式贮存设施专用混凝土技术规范

　　ICS 91.100.30

　　CCS Q13

　　团 体 标 准

　　T/CNEA 028—2022

　　压水堆乏燃料干式贮存设施专用混凝土 技术规范

　　Technical specifications for the specified concrete of spent fuel dry storage facility in PWR nuclear power plant

　　2 0 2 2 - 0 9 - 2 1 发 布

　　中国核能行业协会 发 布

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　　目 次

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　　前 言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布结构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国核能行业协会提出并归口，技术支持单位为上海核工程研究设计院有限公司、核工 业标准化研究所、苏州热工研究院有限公司。

　　本文件起草单位：江苏核电有限公司、上海核工程研究设计院有限公司、上海建筑科学研究院有

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　　压水堆乏燃料干式贮存设施专用混凝土技术规范

　　1 范围

　　本文件规定了压水堆乏燃料干式贮存设施专用混凝土(以下简称“专用混凝土”)的基本规定、 原材料要求、性能要求、配合比设计要求、制备、施工及验收等要求。

　　本文件适用于压水堆乏燃料干式贮存设施专用混凝土的配合比设计、制备、施工、质量控制与 验 收 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适 用于本文件。

　　GB 175 通用硅酸盐水泥

　　GB 8076 混凝土外加剂

　　GB/T 14902 预拌混凝土

　　GB/T 50081 混凝土力学性能试验方法标准

　　GB/T 50107 混凝土强度检验评定标准

　　GB 50119 混凝土外加剂应用技术规程

　　GB 50204 混凝土结构工程施工质量验收规范

　　GB 50666 混凝土结构工程施工规范

　　GB 50164 混凝土质量控制标准

　　GB 36900.2 低、中水平放射性废物高完整性容器——混凝土容器

　　GB/T 1596 用于水泥和混凝土中的粉煤灰

　　GB/T 14684 建设用砂

　　GB/T 14685 建设用碎石卵石

　　GB/T 18046 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣

　　GB/T 50080 普通混凝土拌合物性能试验方法标准

　　GB/T 50082 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准

　　GB/T 50476 混凝土结构耐久性设计标准

　　GB/T 34008 防辐射混凝土

　　JGJ 55 普通混凝土配合比设计规程

　　JGJ 63 混凝土用水标准

　　YB/T 4252 耐热混凝土应用技术规程

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

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　　3.1

　　专用混凝土 specified concrete

　　用于压水堆乏燃料干式贮存设施的混凝土材料，具有耐高温、耐辐照及力学、工作、物理、化学 和耐久性能满足建造乏燃料干式贮存设施的专门要求。

　　本文件不适用于纤维混凝土、重晶石混凝土和自密实混凝土。

　　4 专用混凝土性能要求

　　专用混凝土应具有设计要求的强度等级、耐高温性能、耐辐照性能以及其他规定的性能，在设计 使用年限内应满足结构承载和正常使用的功能要求。

　　应根据项目具体需求，进行耐高温、耐辐照和其他性能的设计。

　　专用混凝土应具有较长的耐久性(≥50 a), 满足乏燃料贮存对于超长工作年限的要求。

　　5 原材料要求

　　5.1 一般规定

　　专用混凝土原材料应采用满足GB 175和 GB/T 14684 等与原材料相关的规范要求。优先在项目所 在地选择符合要求的原材料。

　　5.2 水泥

　　应选用型号 P.I 或 P.Ⅱ 、 强度等级不低于42.5的水泥，宜优先选用P.Ⅱ 、 强度等级52.5的水 泥。其性能指标应符合GB 175的规定。

　　5.3 掺合料

　　作为掺合料的粒化高炉矿渣粉及粉煤灰应符合GB/T 18046和GB/T 1596的规定。

　　矿粉应选用S95 或以上级别的粒化高炉矿渣粉，粉煤灰宜选用F 类 I 级粉煤灰。

　　5.4 硅灰

　　硅灰的性能指标应符合GB/T 1596的规定。

　　5.5 骨料

　　5.5.1 考虑专用混凝土的耐高温要求，骨料可采用玄武岩、安山岩、辉绿岩、花岗岩等火成岩。

　　5.5.2 骨料最大粒径不宜大于31.5 mm, 级配应采用连续级配。

　　5.5.3 粗骨料粒径宜选用5mm~31.5mm 连续级配;细骨料宜选用中砂，其细度模数宜大于2.3,含 泥量不应大于1%;砂率宜选用40%～60%。

　　5.6 外加剂

　　外加剂的质量应符合GB 8076和 GB 50119的规定，其中减水剂宜选用高性能聚羧酸减水剂。

　　5.7 拌合用水

　　专用混凝土的拌合水与养护水质量要求应符合JGJ 63的规定。

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　　6 配合比设计

　　6.1 专用混凝土的配合比设计应根据强度等级、耐高温、耐辐照等性能以及可施工性遵照JGJ 55 确 定 。

　　6.2 胶凝材料在满足设计强度、可施工性等条件下，宜减少用量，水泥用量宜不大于400 kg/m³。

　　6.3 配制专用混凝土时，宜掺加适量外加剂，减少用水量。

　　6.4 专用混凝土配合比的配制强度应按式(1)计算：

　　feu,o≥1.15fcu,k ……………………………………(1)

　　式 中 ：

　　feu,o——混凝土配制强度 (MPa);

　　feu,k——混凝土立方体抗压强度标准值(MPa), 这里取混凝土的设计强度等级值; t—— 强度保证率系数;

　　δ——混凝土强度标准差(MPa)。

　　6.5 专用混凝土配合比的水胶比宜为0.28~0.36,建议取为0.32。

　　6.6 确定最终配合比时，建议根据浆骨比、原材料基本参数、水胶比、砂率、混合材掺量等，利用体 积法进行计算。

　　7 混凝土制备与施工

　　7.1 原材料

　　7.1.1 进场原材料应具有质量证明文件，并按照GB 175 、GB 8076 、GB/T 1596 、GB/T 14684 和GB/ T 18046等标准进行复检。

　　7.1.2 各种原材料应有固定的堆放地点和明确的标志，标明材料名称、品种、生产厂家和生产日期。 堆放时应有分界标志。

　　7.1.3 袋装粉状材料(水泥、粉煤灰)应防潮。粉煤灰的含水率不应大于1%。

　　7.1.4 体胶凝材料和外加剂应防止沉淀和分层。

　　7.1.5 袋装粉状材料、液体胶凝材料和外加剂的储存期应符合GB 175和GB 8076规定。

　　7.2 拌制

　　7.2.1 专用混凝土的拌制应使用强搅拌机。

　　7.2.2 专用混凝土拌和应按照试验部门签发并经审核的混凝土配料单位进行配料，不应擅自更改。

　　7.2.3 专用混凝土拌制生产前，应按批准的混凝土施工配合比进行最佳投料顺序及拌和时间试验。

　　7.2.4 专用混凝土组成材料的配料均以质量计。计量的允许偏差不应超过表1的规定。

　　表 1 原材料的计量允许偏差

　　7.2.5 专用混凝土在拌制时，按照GB 14902执行。

　　7.2.6 生产过程中每班记录应齐全，包括专用混凝土的搅拌时间、品种、数量和应用的工程部位等。

　　7.3 运输

　　7.3.1 运输专用混凝土的车辆、容器应提前将杂物和水清理干净。

　　7.3.2 运输过程中不应发生分层、离析、漏浆、泌水，不应加水。

　　7.3.3 采用混凝土罐车运输专用混凝土时，整个运输过程直至卸料浇筑结束的时间不应超过专用混 凝土的初凝时间。

　　7.4 浇筑

　　7.4.1 专用混凝土拌合物入模温度，宜控制在5℃~35℃。

　　7.4.2 浇筑前应检查模板及其支架、钢筋及其保护层厚度、预埋件等的位置和尺寸，确定正确无误 后，方可进行浇筑。

　　7.4.3 运抵现场的混凝土坍落度不能满足施工要求时，可采取经试验确认的可靠方法调整坍落度。

　　7.4.4 专用混凝土的浇筑分层厚度，应根据拌和能力、运输能力、浇筑速度、气温及振捣器的性能 等因素确定。

　　7.4.5 分层浇筑时，应注意使上下层专用混凝土一体化，应在下一层混凝土初凝前将上一层混凝土 浇筑完毕。在浇筑上层混凝土时，宜将振捣器插入下一层混凝±(50 mm~100 mm) 左右，以便形成 整 体 。

　　7.4.6 浇筑应保持连续性，间歇时间应通过试验确定。

　　7.4.7 施工缝的处理应符合下列规定：

　　a) 抗压强度尚未到达2.5 MPa 前，不应进行下道工序;

　　b) 施工缝面应无乳皮，微露粗砂;

　　c) 当需要做毛面处理时，宜采用25 MPa~50 MPa高压水冲毛机，也可采用低压水、风砂枪、刷 毛机及人工凿毛等方法;毛面处理的开始时间由试验确定;

　　d) 膨胀缝的宽度、间距、部位和填充材料等应符合设计要求。

　　7.5 养护

　　7.5.1 专用混凝土浇筑完毕，应在其终凝后立即进行妥善的养护，避免急剧干燥，温度急剧变化， 振动以及外力的扰动。

　　7.5.2 浇筑完毕后，专用混凝土可采用覆盖、洒水、喷雾或铺设薄膜等养护措施。

　　7.5.3 冬期施工时应采用塑料薄膜和保温材料进行保温养护，不应向裸露部位的混凝土直接浇水 养 护 。

　　8 施工验收

　　8.1 专用混凝土施工质量验收应按照GB 50204 、GB 50164 和 GB 50666中的相关规定执行。

　　8.2 专用混凝土试块的制作、养护方法和强度等级按照GB/T 50081执行。

　　8.3 专用混凝土坍落度按照GB/T 50080规定的方法检验，允许偏差按照表2执行。

　　表 2 坍落度运行偏差

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　　8.4 专用混凝土的检验项目和技术要求，见表3。

　　表 3 专用混凝土的检验项目和技术要求

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　　附 录 A

　　(规范性)

　　专用混凝土耐高温性能试验方法

　　A.1 范围

　　本附录规定了专用混凝土耐高温性能的试验方法、使用的设备、试样、试验步骤和结果判定。

　　A.2 仪器设备

　　1. 高温箱型电阻炉：温度量程≥1000℃,炉膛尺寸宜≥180mm×200 mm×500 mm,能保证以规定 的升温速率均匀升温。

　　2. 电热恒温干燥箱

　　能满足(110±5)℃烘干混凝土试样水分的要求。

　　3. 压力试验机

　　量程0~1000 kN, 精 度 1 级 。

　　A.3 试件的尺寸、数量及评定

　　1. 试件的尺寸为100 mm×100 mm×100 mm

　　2. 选棱角完整，没有裂纹的同一配比，同一批号，抽检批每100 m³ 专用混凝土为一批，不足100 m³ 亦为一批，大体积准用混凝土每200m³ 为一批。每检验批分为3组，包括强度等级、烘干强度和残 余强度。

　　3. 检测项目包括：专用混凝土强度等级、烘干强度和残余强度。

　　A.4 试验方法

　　1. 专用混凝土强度等级：按照GBJ 107 的标准进行取样、制作、养护、检验和强度等级评定。

　　2. 烘干强度：经标准养护后的试块，置于电热恒温干燥箱中，保持(110±5)℃下烘干24 h, 冷 却 至室温，然后试压一组，按照A.3 的规定评定烘干强度。

　　3. 残余强度：经烘干后的试块置于箱式电炉中加热，按平均2℃/min~3℃/min 匀速升温至设定 温度，恒温时间满足A.4 节第4条的要求后，自然冷却至室温，立即送压，并按照 A.3 的规定检测专 用混凝土的残余强度。

　　4. 恒温时间要求：设定温度为300 ℃或者500 ℃时，恒温时间为40 h; 设定温度为800℃时，恒 温时间为15 min。

　　5. 性能评定：测得的残余强度要符合设计的要求，且试块表面完整并且未出现贯穿性裂纹，说明 专用混凝土具有良好的耐高温性能。

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　　附 录 B

　　(规范性)

　　专用混凝土耐辐照性能试验方法

　　B.1 范围

　　本附录规定了专用混凝土耐辐照性能的试验方法、使用的设备、试样、试验方法和结果记录。

　　B.2 试验目的

　　测试专用混凝土辐照前后的尺寸和抗压强度变化，以及辐照之后的裂缝情况。

　　B.3 试验装置

　　1. 工程试验堆：可以进行中子和γ射线辐照试验，辐照试验的环境温度不高于100℃。辐照总剂 量参见表3。

　　2. 压力试验机：量程0~1000 kN, 精 度 1 级 。

　　B.4 试件的尺寸、数量及评定

　　1. 选用高温试验之后的混凝土试件，尺寸为100 mm×100 mm×100 mm。

　　2. 选棱角完整，没有裂纹的同一配比，同一批号，抽检批每100m³ 专用混凝土为一批，不足100 m³ 也为一批，大体积准用混凝土每200m³ 为一批。每检验批分为3组，包括强度等级、烘干强度和残 余强度。

　　3. 检测项目包括：专用混凝土强度等级、辐照之后残余强度、辐照前后的混凝土试块尺寸。

　　4. 在配合比确定阶段完成一次耐辐照性能试验，工程开工之后无需进行此项试验。 B.5 试验方法

　　1. 尺寸测量

　　对辐照前、辐照后的混凝土试块进行尺寸测量。

　　2. 抗压性能试验

　　进行辐照前、辐照后混凝土试块抗压试验，对比辐照前、后数据，计算强度损失值。

　　3. 裂缝观察

　　进行辐照前、辐照后混凝土试块裂缝肉眼观察，辐照后的混凝土试块不出现肉眼可见明显裂缝， 并且不出现贯穿性裂缝。

　　B.6 结果记录