2025年11月13日，中建研科技股份有限公司建筑工业化副总工程师张磊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《核电混凝土裂缝控制关键技术研究》主旨报告。
报告围绕核电混凝土裂缝控制展开，指出裂缝会影响结构安全、耐久性和辐射屏蔽等功能，因此在核电工程中属于关键问题。报告提出从材料配合比、结构设计、施工控温、养护、监测评估和修复处理等方面建立可复制的裂缝控制技术体系，并展望通过BIM加AI实现自主控温。
关键点
1. 报告主题引入（00:00）
会议邀请中建研科技股份有限公司张磊作报告，主题为“核电混凝土裂缝控制关键技术研究”。报告聚焦核电工程中用量较大的混凝土及其裂缝控制问题。
2. 报告内容框架（01:16）
报告从五个方面展开：研究背景和目标、裂缝类型与成因、裂缝控制关键技术体系、典型案例分析，以及结论与展望。
3. 核电混凝土裂缝控制的重要性（01:32）
在低碳背景下，核电因稳定、高效、清洁而成为碳中和的重要支撑，混凝土承担屏蔽辐射、承载设备和抵御事故等关键作用。裂缝会降低安全性、耐久性和功能性，可能导致承载力与刚度下降、钢筋锈蚀、寿命折损，以及安全壳泄漏率上升和辐射屏蔽衰减。
4. 研究目标与技术思路（03:00）
研究目标是构建系统、科学、可操作且可复制的核电混凝土裂缝控制技术体系，实现从事后修补向事前防控转变。报告提出围绕裂缝何时出现、因何出现、如何避免以及出现后如何处理四个方向开展分析。
5. 裂缝类型与产生机理（03:44）
按时间维度，裂缝可分为早期、中期和后期裂缝，分别与塑性收缩、沉降收缩、温度应力、干燥收缩、荷载和徐变等有关。按成因可分为结构性裂缝和非结构性裂缝，其中工程中较多的是温度裂缝、塑性收缩裂缝和干燥收缩裂缝。其力学本质是外界拉应力超过混凝土自身抗拉强度。
6. 影响裂缝的材料与施工因素（06:37）
材料因素包括水泥矿物组成和水化热波动、外加剂与胶凝材料的相容性、骨料含泥量等；施工因素包括环境风速、入模温度和拆模时间。多重诱因叠加会放大温度和收缩效应，成为裂缝发生的直接导火索。
7. 材料端低水化热控制（08:07）
材料控制强调从源头降低水化热，包括选择低热水泥，优化粉煤灰、矿粉等掺合料，采用高效减水剂实现低水胶比，并优化骨料级配以降低孔隙率。报告建议核电混凝土绝热温升控制在40度以下，7天水化热小于250千焦每千克。
8. 结构端裂缝控制措施（09:28）
结构层面采用“放、抗、减”的组合思路：通过设置后浇带释放早期收缩和温度应力；在应力集中区域优化配筋、设置细密钢筋网限制裂缝宽度；通过设置滑动层减少基础对新浇混凝土的外部约束。
9. 施工端智能控温闭环（10:12）
施工控制包括原材料预冷、使用冰水降低混凝土温度，并将混凝土出机或入模温度控制在较低范围。对于大体积混凝土，应分层布置冷却水管，并设置温度传感器和应变传感器，控制内外温差在25摄氏度以下，同时控制日降温幅度，避免温度应力引发开裂。
10. 养护端保湿保温要求（11:45）
后期养护强调保湿和保温，建议至少14天。保湿措施包括覆盖保温膜、自动喷淋并保持湿度大于90%；保温措施包括覆盖保温棉、减少内外温差，并根据现场温度监测结果确定拆模时间。
11. 免养护剂技术原理（12:29）
报告介绍了一种混凝土免养护剂，其在搅拌过程中加入后可在混凝土表面形成隔离膜，减少水分蒸发，并通过渗透作用帮助封闭表面和修补水化过程中出现的小缺陷。该材料有助于保持较高内部相对湿度，促进水泥持续水化，降低自收缩和干收缩，使混凝土更致密。
12. 免养护剂试验效果（14:25）
实验对C30、C40、C50等等级混凝土进行了对比，结果显示掺入免养护剂的同条件试块表现出接近标准养护试块的外观特征，未出现开裂现象。报告认为该材料对收缩裂缝预防效果明显，并能提高回弹值、改善表面密实性、减少碳化和提升耐久性。
13. 监测评估与处置方案（16:06）
对于大体积混凝土，应通过温度传感器、应变传感器实时监测内部温度、收缩和膨胀变形。对已出现裂缝，可用裂缝观测仪、超声检测仪等评估宽度、深度和长度，再根据评估结果制定处理方案。
14. 工程应用案例（17:15）
报告介绍了免养护剂在郑州至济南铁路濮阳至省界段等工程中的应用，该工程因环境受限导致部分构件难以养护，因此采用该产品。报告还提到该产品在桥梁、墩柱、铁路、住宅和化工等领域均有应用，反馈效果较好。
15. 裂缝修复方法分级（18:41）
对于小于0.2毫米的裂缝，工程上通常采用表面封闭；对于0.2至0.5毫米之间的裂缝，可按一定间距设置注浆口并进行低压注浆；对于0.5毫米以上的裂缝，一般采用高压注浆处理。
16. 结论与控制要点（19:23）
报告总结裂缝控制关键包括源头控制、精确预测、过程控制和实时监控。具体做法是降低水化热，预测水化热与温度风险，严格控制施工温度和养护，并在后期运维中根据裂缝变化实时调整方案。
17. 未来发展方向（21:07）
报告展望未来通过BIM加AI建立自主控温体系，使冷却管和监测数据联动。当内外温差超过控制目标时，系统可自动反馈并调节冷却设备，实现更智能的温控和裂缝防控。
时间线
00:00 - 主持人介绍报告人和报告题目，随后报告人开始说明将分享核电混凝土裂缝控制相关技术。
01:16 - 报告人先交代整体结构，明确将从研究背景、裂缝成因、控制技术、案例和展望几个部分展开。
01:32 - 报告进入背景部分，说明核电混凝土在低碳能源和核电安全中的地位，并强调裂缝对安全、耐久和功能的多重危害。
03:44 - 随后对裂缝进行分类和成因分析，从出现时间、结构属性、温度收缩和外部约束等角度解释裂缝形成机制。
08:07 - 报告主体转向控制技术体系，依次介绍材料低水化热设计、结构构造措施、施工控温闭环、养护要求、免养护剂以及监测评估手段。
17:15 - 报告通过工程案例说明免养护剂在铁路、桥梁、住宅和化工等项目中的应用，并介绍不同裂缝宽度对应的修复方法。
19:23 - 最后总结裂缝控制应做到降热、预测、控过程和动态调整，并提出未来采用BIM加AI实现自主控温的发展方向。
AI 延伸阅读(下文由AI生成，其内容可能存在偏差，请注意甄别)：
中建研张磊：核电混凝土裂缝控制应从“事后修补”转向“事前防控”
在“核电混凝土裂缝控制关键技术研究”分享中，中建研科技股份有限公司建筑工业化副总工程师张磊围绕核电工程混凝土裂缝产生机理、控制路径、养护技术、监测修复及数字化发展方向进行了系统阐述。核电作为稳定、高效、清洁的低碳能源，在碳中和背景下具有重要战略意义，而混凝土是核岛结构中用量巨大、承担设备支撑、辐射屏蔽和事故防护功能的关键材料，其质量直接关系到核电工程安全运行。
核电混凝土裂缝的危害具有多重性。裂缝会削弱结构承载力和刚度，导致结构变形增加，进而影响核电设备运行安全；同时，裂缝也可能成为氯离子、二氧化碳等侵蚀介质进入结构内部的通道，引发钢筋锈蚀并降低结构耐久性。对于安全壳等特殊结构而言，裂缝还可能造成泄漏率上升、辐射屏蔽能力局部下降，带来更高的安全风险。因此，核电混凝土裂缝控制不能仅依赖后期修补，而应建立贯穿设计、材料、施工、养护、监测和运维的全过程技术体系。
在源头控制方面，张磊提出应通过优化混凝土配合比、选用低水化热原材料、降低水泥用量和水化热释放强度等方式，减少早期温升和温度应力。同时，应结合原材料参数预测混凝土水化热发展规律，并根据现场环境温度制定针对性施工控制方案。施工过程中，入模温度、内外温差、降温速率和养护条件都是关键控制指标，需要通过传感器监测实现动态调整，降低温度裂缝和收缩裂缝发生概率。
养护端是裂缝控制的重要环节。常规情况下，混凝土保湿保温养护时间建议不少于14天，后浇带等特殊部位还应适当延长。浇筑后应及时覆盖保温膜以阻隔水分蒸发，并可采用自动喷淋等方式保持湿度，养护湿度宜大于90%；同时，通过覆盖保温棉降低内外温差，拆模时间则应结合现场温度监测结果合理确定。
针对部分工程部位难以实施常规养护的问题，免养护剂技术提供了新的解决方案。该技术是在混凝土搅拌过程中加入免养护剂，使其在凝固前上浮至表面形成薄膜，从而阻止水分蒸发；拆模后，免养护剂还可在侧面和底部形成隔离膜，维持混凝土内部湿度。试验表明，免养护剂对抑制早期开裂、降低自收缩率和干收缩、改善混凝土致密性具有积极作用，并能提升表面密实度、回弹值、耐久性和强度表现。
在监测评估与修复方面，大体积混凝土应布设温度传感器和应变传感器，实时掌握温度场、变形状态和裂缝风险。对于已经出现的裂缝，可采用裂缝观测仪、超声检测仪等设备，对裂缝宽度、深度和长度进行评估，并据此选择处理方案。通常宽度小于0.2毫米的裂缝可采用表面封闭处理；宽度在0.2至0.5毫米之间的裂缝适合低压注浆，注浆口间距一般为20至30厘米；宽度大于0.5毫米的裂缝则可采用高压泵进行高压注浆修复。
免养护剂技术已在多个工程场景中得到应用。以郑州至济南铁路濮阳至省界段为例，该线路正线全长约39.797千米，其中桥梁两座，总长约38.134千米，桥梁占比超过95%。由于施工环境限制，部分床板、箱梁、墩柱及护坡等部位难以进行常规养护，采用免养护剂后，有效改善了无法充分养护条件下的混凝土保湿与抗裂效果。此外，该技术也在桥梁墩柱、高速公路墩柱、住宅工程、化工项目及沙漠环境工程等场景中应用，显示出对复杂施工环境的适应能力。
面向未来，核电混凝土裂缝控制将进一步向数字化和智能化发展。通过BIM与AI结合，可构建自主控温系统，实现温度、变形等数据的实时采集、远程查看、风险预警和设备动态调控。当混凝土内外温差超过控制阈值时，系统可自动预警并联动冷却水系统及相关设备，实现自适应温控。随着自主感知、自动反馈和智能调控技术的发展，裂缝控制将由经验管理逐步转向数据驱动，为核电工程混凝土结构安全和耐久性提供更可靠的技术支撑。
