华龙一号核岛基础筏板C40混凝土配合比试配研究

2021-07-19苗晓强

商品与质量 2021年26期

关键词：筏板华龙性能

苗晓强

中核工程咨询有限公司福建分公司福建福州 350000

1 难点分析

华龙一号堆型在设计文件中均采用我国标准，而前期堆型引用的为法国标准。设计文件变化导致前期M310机组所试配的混凝土配合比不可用。需要针对华龙一号的技术条件进行逐条分析和逐个参数的研究验证[1]。

其使用年限提高为60年，对混凝土的耐久性提出更高要求。混凝土的碳化指标、耐腐蚀指标、收缩徐变指标和抗碱-集料反应等耐久性能指标提高，所以对原材料的指标和混凝土整体参数的控制是个难点。

核岛基础筏板均为大体积混凝土，单次混凝土浇筑最大量约9200m3，属于超大体积混凝土，这对混凝土的入模性能要求特别高。同时混凝土的温度裂缝控制难度加大。

2 原材料确定及试配流程设计

2.1 水泥确定

优选水泥厂家，从水泥各项性能、实验室管理、供应保证、水泥价格等方面进行源地供方评价，定制核电专用水泥，其主要熟料成份及水泥基本性能见表1：

2.2 试配流程设计

参照前期机组的经验，结合设计要求的变化，制定的试配流程为：基准配合比影响因素研究及试配、配合比推演试验、配合比可行性试验、坍落度经时损失试验研究、大体积混凝土配合比试验。

3 混凝土配合比试配研究

3.1 基准混凝土配合比的确定

根据配合比参数研究结果，用于华龙一号筏板大体积混凝土施工的C40基准配合比的水胶比大致在0.40-0.38范围，粉煤灰掺量可选定在25%为宜，砂率可初步选定在0.42。

在整个C40基准配合比的试配过程中，总共试验了15个不同混凝土配合比,初步筛选了三组C40混凝土配合比（见表2）进行配合比推演试验。

表2 C40混凝土配合比

3.2 基准配合比的推演试验

为提高混凝土强度保证程度，C40基准配合比确定后进行了推演试验：3次基准配合比试验；4次改变砂率推演试验；4次改变水泥用量推演试验。以编号B为例，其配合比推演试验结果如下表3，试验结果表明：基准配合比推演结果均能满足强度要求。

表3 C40混凝土配合比推演试验结果

3.3 配合比可行性试验

经过混凝土配合比可行性试验验证，确定的混凝土三组C40混凝土配合比均满足要求，可行性试验的结果见表4：

表4 混凝土工作性能和抗压强度可行性试验结果

试验结果分析：A、B、C三个配合比的工作性能良好，A、B的28d抗压强度基本符合设计要求值，C的28d抗压强度略低于设计要求值，最终是选择了混凝土配合比B，作为核岛基础筏板施工用混凝土配合比，并以该混凝土配合比进行相关性能试验。

3.4 坍落度经时损失试验研究

坍落度经时损失试验在室内环境下进行，分别模拟不同温度条件下坍落度的变化规律，试验结果见表5：

表5 混凝土坍落度经时损失试验记录

试验结果表明：坍落度经时损失与环境温度呈现负相关性，但是在90min内坍落度均能满足设计和泵送要求，所以后续施工过程中应严格控制入模时间不得超过90min。

4 配合比性能试验结果及分析

4.1 力学性能试验结果及分析

力学性能测试值可知：混凝土的28d轴压强度/静压弹性模量值分别为34.3MPa/3.70×104MPa，60d轴压强度/静压弹性模量值分别为42.1MPa/3.83×104MPa，要高于对应强度等级高性能混凝土的相应设计标准值，能够保证核岛基础筏板混凝土结构具有足够的刚度和稳定性[2]。

表6 混凝土力学性能试验结果

表9 混凝土压缩徐变试验结果

4.2 混凝土碳化性能试验结果及分析

表7 混凝土碳化性能试验结果

试验结果分析：混凝土28d碳化深度为9.1mm，混凝土具有良好的抗碳化性能，相当于《混凝土耐久性检验评定标准》中的“T-IV”等级，证明该配合比更适用于对混凝土抗碳化性能要求较高的混凝土结构。

4.3 收缩性能试验结果及分析

表8 混凝土收缩性能试验结果

各龄期收缩实际测试值可知：180d干燥收缩率为337×10-6，能较好地满足高性能混凝土180d干燥收缩率的控制要求。

4.4 混凝土压缩徐变试验结果及分析

各龄期徐变测试值可知：混凝土的徐变在加荷早期增长较快，随着试验加荷龄期的增长，徐变的增长呈减慢的趋势。

5 成果应用

5.1 核岛筏板混凝土质量趋势统计分析

（1）混凝土出机性能统计分析。从图1混凝土坍落度统计分析图可以看出：华龙一号5RX筏基B层混凝土浇筑期间C40混凝土的出机坍落度均控制在160±30mm范围内，大部分坍落度测试值在160-190mm之间，生产供应的混凝土能够很好的满足现场泵送要求，表明混凝土拌合物出机质量得到了很好的控制[3]。

图1 5RX筏基B层混凝土C40出机坍落度统计分析图

（2）混凝土强度统计分析。从图2可以看出：华龙一号5RX筏基B层混凝土浇筑期间生产的C40混凝土抗压强度平均值mfcu=49.3MPa，抗压强度标准偏差Sfcu=2.88MPa。所成型混凝土试件的28d抗压强度值大都分布在mfcu±2×Sfcu范围内，并全部处于mfcu±3×Sfcu范围内。表明华龙一号5RX筏基B层混凝土浇筑期间所生产混凝土的抗压强度值保持稳定，质量控制效果良好。