2025年11月13日，建研院检测中心有限公司检测三院院长孙彬在深圳核博会核电数字·生态·科技论坛，筑牢工程质量基石 助力核电安全运维专题环节发表《核电工程用三类金属建材产品性能要求与检测技术》主旨报告。
报告围绕核电工程中机械锚栓、钢筋机械连接和预应力锚具三类金属建材，介绍其应用场景、性能要求、检测技术、标准体系和国产化进展。核心观点是核电材料相较普通民用建筑要求更高，不仅要满足高承载、抗震、抗疲劳、抗冲击等全性能要求，还需要完善检测装备、标准体系和质量管控以支撑核电工程安全。报告最后指出，国内相关技术体系已逐步成熟，国产化替代正在加速，未来应推动标准国际化、打造核电建材品牌并强化检验检测支撑作用。
关键点
1. 报告主题与背景（00:00）
主持人介绍建研院检测中心有限公司检测三院院长孙斌作报告，题目为核电工程用三类金属建材产品性能要求与检测技术。报告结合核电工程质量和安全运维主题，分享检测中心在核电领域开展的检验检测工作。
2. 三类金属建材的报告范围（01:07）
核电工程建设仍以钢筋混凝土结构和部分组合结构为主，因此报告聚焦三类关键金属建材：用于附属设施与主体结构连接的机械锚栓、钢筋混凝土结构中的钢筋连接，以及核安全壳等结构中使用的预应力产品。
3. 国内核电建设规模持续扩大（02:03）
截至二零二五年四月，国内在建核电机组二十八台，总装机容量三千三百六十五万千瓦，在建机组装机容量连续十八年位居世界首位。运行、在建和核准建设机组合计一百零二台，核电工程主要集中在东部沿海地区。
4. 核电建材要求高标准与全性能（04:25）
核电工程涉及核安全，对工程材料要求明显高于普通民用建筑。要求主要体现在同类测试参数标准更高，以及需要考察材料在复杂工况、偶然突发情况和安全保障场景下的综合性能表现。
5. 检测中心资质与服务能力（05:14）
建研院检测中心有限公司下设国家建筑工程质量检验检测中心和国家化学建材测试中心，长期服务核电工程相关材料测试，建立了较完备的产品质量和工程质量检测技术体系，并具备核电工程建设相关检验检测资质能力。
6. 机械锚栓的分类与作用机理（06:30）
机械锚栓按锚固方式可分为膨胀锚栓、扩底锚栓和自攻锚栓；按适用条件可分为用于非开裂混凝土的普通锚栓、可用于开裂混凝土的锚栓，以及可承受地震作用的锚栓。其作用机理主要包括依靠摩擦作用的膨胀锚栓，以及依靠锁键作用的自攻类和扩底类锚栓。
7. 核电锚栓的性能与检测要求（09:50）
核电中锚栓需具有稳定性能、高承载力和良好耐久性，并满足抗震、抗冲击、抗疲劳等要求。检测不仅包括常规抗拉、抗剪和原材性能，还包括开裂混凝土、低周往复荷载、安装容错、循环荷载、临边不利条件、冲击荷载和密集钢筋不利安装等多种工况，核心关注承载力及位移的大小和稳定性。
8. 锚栓抗震与冲击测试装备进展（14:00）
建研院国检中心自主研发了锚栓抗震性能测试系统，可在开裂混凝土、裂缝动态调整和往复荷载作用下测试锚栓极限承载能力，解决了国内相关测试设备瓶颈。报告还提到核电对锚栓瞬间冲击荷载有要求，相关国内标准和设备仍在完善中，电磁弹射冲击方式是相关设备方向之一。
9. 锚栓标准体系与认证差异（15:36）
国内常用标准包括《混凝土用机械锚栓》相关产品标准，国际上有欧洲和美国相关标准。国内标准体系偏向产品检测并判断是否符合标准要求，而欧洲认证更多给出承载力、位移等性能参数，供设计使用，两者在评价逻辑上存在差异。
10. 锚栓国产化与质量控制挑战（18:04）
核电锚栓长期依赖进口，国内普通建筑锚栓企业较多，但核电领域产品技术门槛高、研发投入大、质量控制要求严。近年已有民营企业通过多年攻关使核电锚栓达到要求并在部分项目实现国产化，但国内企业仍需在研发、原材料、生产过程、自动化水平和全性能检测能力方面提升。
11. 钢筋机械连接技术较成熟（20:33）
钢筋连接在国内已较成熟，部分性能控制要求达到或高于国际相关水平。连接形式包括直螺纹套筒、挤压套筒、锥螺纹套筒和组合套筒等，其中直螺纹套筒应用较多；按用途还可分为普通、抗震、抗震耐疲劳、抗飞机撞击、耐火、耐腐蚀和耐低温等类型。
12. 钢筋接头破坏形态与标准依据（22:23）
钢筋机械连接通过套筒实现两根钢筋传力，破坏形态主要包括钢筋拉断和连接件破坏。核电通常采用一级接头，若发生接头处破坏，其承载力需满足高于钢筋机械强度标准值的要求。国内主要依据钢筋机械连接应用技术规程和套筒产品标准，核电领域还制定了专门的连接技术规程。
13. 钢筋连接检测项目与关键设备（24:13）
普通工程主要关注单向拉伸、高应力反复、大变形反复和疲劳性能；核电还提出抗飞机撞击等特殊要求。关键设备包括低周反复试验机、高周疲劳试验机和高速冲击试验机，国内已具备出具正式检验检测报告的相关能力，从而提升了测试效率。
14. 核电钢筋连接的更高要求与问题（27:07）
核电工程用钢筋机械连接规程要求五类检测项目，前三类与普通工程类似但在试验数量和判定标准上更严格，抗飞机撞击性能则是核电专项要求。当前普通工业与民用建筑中接头质量并不十分乐观，核电供应企业较少且质量稳定性较高，但仍需关注套筒尺寸偏差、螺纹、现场安装质量以及模块化钢筋连接技术适配问题。
15. 预应力锚具产品与检测要求（29:31）
预应力产品主要关注锚具、夹具和钢绞线质量。核电中二代机组多使用十九孔、三十七孔锚具，三代核电以五十五孔锚具为主；检测内容包括外观、尺寸、硬度、静载锚固性能、疲劳荷载性能、锚固传递性能、锚固板内缩量和张拉工艺性能等，相关测试技术已较成熟。
16. 预应力产品国产化与工程应用（31:01）
核电预应力产品供应厂家相对较少，质量控制相对容易。国内锚具国产化从二零零八年开始，检测中心与企业联合开展锚具和钢绞线系列测试并取得核电站要求的相关认证，相关产品已应用于多个核电站，也服务于港珠澳大桥、天眼、大兴国际机场等重点工程。
17. 总结与未来方向（32:25）
报告总结认为，国内核电用三类金属建材在标准和技术上已形成体系，与国际基本处于并跑阶段，部分测试技术仍在完善。国产化替代持续加速：钢筋连接较早实现国产化，锚具在二零零八年后推进，锚栓近年也已在国内核电工程中中标应用。未来应推动标准国际化、打造有国际竞争力的核电建材品牌，并发挥检验检测对核电工程质量的支撑保障作用。
时间线
00:00 - 开场介绍报告人和报告题目，说明分享将围绕核电工程金属建材性能要求与检测技术展开。
01:07 - 报告人先界定分享范围，说明核电钢筋混凝土结构中锚栓、钢筋连接和预应力产品的重要性，并补充国内核电建设规模快速增长的背景。
04:25 - 转入核电建材总体要求和检测机构能力介绍，强调核安全背景下材料需满足高标准、全性能检测要求，并介绍建研院检测中心的资质体系。
06:30 - 进入第一类产品机械锚栓，依次讲解锚栓分类、锚固机理、核电应用要求、检测项目、测试关注点、关键设备、标准体系和国产化现状。
20:33 - 进入第二类产品钢筋机械连接，说明连接形式、破坏形态、国内标准、核电专项检测要求、抗飞机撞击测试能力以及当前质量管控重点。
29:31 - 进入第三类产品预应力锚具，介绍核电常用锚具形式、钢绞线和锚具质量检测内容、国产化工程案例及其在重大工程中的应用。
32:25 - 最后进行总结，概括三类产品技术体系、国产化进展和未来方向，提出标准国际化、品牌建设和检验检测支撑核电质量的建议。
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核电工程三类金属建材检测体系加速完善，国产化替代迈向高质量发展
建研院检测中心有限公司检测三院院长孙彬围绕“筑牢核电工程质量，助力安全运维”主题，结合建研院检测中心在核电领域的检验检测实践，系统介绍了机械锚栓、钢筋机械连接接头、预应力锚具及相关产品三类核电工程关键金属建材的性能要求、检测技术、标准体系、国产化进展与质量控制重点。
我国核电建设正处于持续推进阶段。截至2025年4月，国内在建核电机组约28台，总装机容量约3365万千瓦，在运、在建及核准建设机组合计约102台，工程主要分布在东部沿海地区。核电工程主体结构以钢筋混凝土结构为主，部分采用组合结构和预应力混凝土技术，核安全壳、反应堆基础、乏燃料水池及辅助厂房等关键部位对结构安全提出极高要求。与普通民用建筑相比，核电工程用材料不仅要具备高承载力，还需满足抗震、抗冲击、抗疲劳、耐久性和复杂环境适应性等多工况、全性能要求，尤其要保障偶发和极端工况下的安全可靠。
建研院检测中心有限公司作为中国建研院控股子公司，依托国家建筑工程质量检验检测中心、国家化学建材测试中心等平台，长期服务核电工程材料检测，已形成较完整的产品质量和工程质量检测技术体系。孙彬介绍，检测机构在核电建材质量保障中不仅承担产品合格性评价，也支撑标准制定、设备研发、工程应用验证和国产化替代。
机械锚栓虽然通常被归为非结构构件，但在核电工程中承担着关键设备、管道系统、辅助设施和结构节点与主体结构连接的重要功能。按锚固方式可分为膨胀型、扩底型和自攻型锚栓，按适用条件可分为用于非开裂混凝土的N类、用于开裂及非开裂混凝土的C类，以及可承受地震作用的S类。其锚固机理主要包括摩擦作用和锁键作用，膨胀型锚栓依靠膨胀部件与混凝土形成摩擦锚固，自攻型和扩底型锚栓则通过螺纹咬合或孔底机械锁固实现承载。
核电用锚栓要求承载力高且稳定，具备可靠抗震、抗冲击和抗疲劳性能，同时对安装偏差和环境条件不应过度敏感。检测内容包括原材料性能、抗拉抗剪、开裂混凝土条件下锚固性能、低周往复荷载、高周疲劳、边距和角部不利条件、冲击荷载、密集钢筋环境下安装与锚固性能等。评价重点不仅是极限承载力，还包括受载位移、荷载—位移曲线稳定性、动荷载下位移控制能力以及施工安装适应性。试验过程中需连续采集荷载与位移数据，在开裂混凝土试验中还要控制裂缝位置、宽度及开合过程，实现荷载、裂缝和位移的耦合控制。
在锚栓检测设备方面，中国建研院国检中心自主研发了国内首台相关抗震测试系统，能够模拟开裂混凝土环境、动态调整裂缝并施加往复荷载，解决了国内锚栓全性能测试设备瓶颈。抗冲击测试设备和标准体系仍在完善中，电磁弹射加载等技术正在探索应用。标准方面，国内《混凝土用机械锚栓》JG/T 160及核电工程用机械锚栓相关标准持续推进，与欧洲EAD、美国ACI等标准基本处于并行水平，部分测试要求更高。孙彬特别指出，欧洲认证通常提供承载力、位移等参数供设计使用，并不等同于产品必然满足国内标准合格要求，国内更强调产品检测和符合性判定。
核电用高性能锚栓过去长期依赖进口，价格较高。虽然国内普通建筑锚栓企业数量较多，但核电级产品技术门槛高，对研发、原材料、自动化生产、过程控制、质量监控、出厂检验和使用反馈均有严格要求。近年来，已有国内民营企业通过持续攻关实现核电用锚栓国产化应用，表明高端锚栓国产替代正在取得实质突破。
钢筋机械连接接头是核电钢筋混凝土结构中的关键连接产品，广泛应用于核岛、常规岛、辅助设施、基础结构和附属结构。由于核电结构钢筋密集，连接质量直接影响结构安全。钢筋机械连接形式包括直螺纹套筒、挤压套筒、锥螺纹套筒和组合套筒，其中挤压套筒又分径向挤压和纵向挤压，后者适用于装配式结构及操作空间受限场景。按用途可分为普通接头、抗震接头、抗震耐疲劳接头、抗飞机撞击接头、耐火接头、耐腐蚀接头和耐低温接头。
钢筋连接通过套筒实现两根钢筋之间的传力，典型破坏形态包括钢筋母材拉断、丝头区域断裂、墩粗段断裂、套筒纵向开裂和接头拉脱。核电工程通常采用一级接头，要求接头破坏时承载力不低于钢筋抗拉强度标准值的1.1倍。国内JGJ 107《钢筋机械连接技术规程》和JG/T 163《钢筋机械连接用套筒》由中国建研院主编并广泛应用，核工业协会也已制定核电工程用钢筋机械连接技术规程，为核电领域质量控制提供依据。
钢筋连接检测在普通工程中主要包括单向拉伸、高应力反复拉压、大变形反复拉压和疲劳性能检测；在核电工程中，还需关注抗飞机撞击等瞬时动力作用下的连接能力。单向拉伸用于评价强度和残余变形，高应力反复与大变形反复试验用于评价低周疲劳和抗震性能，高周疲劳试验通常需完成百万次以上循环加载，抗飞机撞击试验则模拟爆炸、冲击等短时动力作用，加载时间通常小于1秒。国内具备此类高速冲击检测能力的机构仍相对有限，相关能力建设有助于缩短过去赴国外检测的周期。
从产业现状看，国内钢筋机械连接技术整体成熟，部分指标达到或超过国际水平。但在普通民用建筑领域，由于企业数量多、价格竞争激烈，产品质量稳定性参差不齐；核电供货企业数量虽少，但整体实力较强、质量稳定性较高。孙彬强调，钢筋连接质量控制不能只关注产品进场复检，更要重视现场连接质量，包括套筒尺寸、螺纹加工、安装规范性和现场截取接头试验结果。随着模块化建造趋势发展，传统单根钢筋连接方式未必完全适配模块化钢筋部品，相关连接技术和检测方法仍需进一步研究。
预应力锚具及相关产品主要用于使混凝土结构保持受压状态，降低开裂风险，在核安全壳、反应堆基础、乏燃料水池、核辅助厂房等重要混凝土结构中作用突出。相关产品主要包括锚具、夹具和钢绞线，锚具形式包括夹片式、支承式、握裹式和组合式。二代核电工程中较多采用19孔、37孔锚具，三代核电则以55孔等大孔数锚具为主，当前55孔锚具应用较为主流。
预应力产品检测技术相较锚栓和钢筋连接更加成熟，产品类型也相对单一。锚具型式检验主要包括外观、尺寸、硬度、静载锚固性能、疲劳荷载性能、锚固传递性能、锚固板内缩量和张拉工艺性能等。质量控制核心在于保障钢绞线与锚具配套可靠、预应力传递稳定、锚固长期安全。核电用锚具国产化约自2008年前后开始推进，检测机构与企业联合开展锚具和钢绞线系列测试，国产产品已成功应用于福清核电、海南昌江核电、宁德核电、方家山核电等项目，并在港珠澳大桥、中国天眼相关工程、北京大兴国际机场、虎门二桥等重大工程中得到广泛应用。
三类金属建材在技术成熟度和质量风险上各有特点。钢筋机械连接国产化最早，技术成熟度较高；预应力锚具自2008年前后实现核电国产化应用，检测体系较稳定；核电用机械锚栓国产化近年来取得突破，但在全性能验证、生产一致性和安装适应性方面仍需持续提升。检测技术的发展重点也有所不同：锚栓侧重抗震、开裂混凝土、冲击荷载和复杂安装条件；钢筋连接侧重抗震、疲劳和抗飞机撞击；预应力锚具侧重静载锚固、疲劳、锚固传递和张拉工艺。
孙彬认为，我国核电用三类金属建材已建立较完整的标准和检测体系，与国际先进水平整体处于并跑阶段，部分测试技术和要求还在持续完善。随着钢筋连接、预应力锚具和机械锚栓国产化替代加快，国内核电关键金属建材正逐步摆脱对进口产品的依赖。未来应进一步推动核电建材标准国际化，提升标准引领能力，培育具有国际竞争力的国产品牌，同时发挥检验检测机构在核电工程质量保障、技术验证和新工况新产品研究中的支撑作用。
