① 设计了四元胶凝材料体系，解决了高胶材混凝土高早强与高抗裂相互制约的矛盾，实现了微结构超致密、强度均衡发展和高耐辐照性能。四元胶凝材料体系是指具有特定颗粒尺寸的四种微纳米粉体材料共同组成的胶凝材料体系。四元胶凝材料体系通过水泥、粉煤灰、矿渣粉及硅灰微纳米尺寸互补与活性匹配，实现胶凝材料持续水化。颗粒最细、活性最高的硅灰和水泥快速水化释放活性，为混凝土早期性能的发展提供支持；活性较低的矿渣粉和粉煤灰既可降低早期开裂风险，又在水化的中后期释放活性，产生强度。因此，根据颗粒最紧密堆积原理，通过胶凝材料的尺寸互补和协同梯级水化，实现微结构超致密、强度均衡发展和高耐辐照性能。最终形成超致密结构（氮气渗透系数＜ 0.14×10－18 m2），提高混凝土抵抗外部环境中水、气、盐侵入及内部γ射线逸出的能力（106 Gy辐照后强度增长8%）。
② 设计了异质多尺度纤维材料体系，突破了单一品种和尺度纤维的局限，综合提升混凝土抗裂、韧性及抗冲击性能，高整体容器抗跌落性能大幅提高。为协同提高混凝土抗裂、增韧和增强效果，设计了包括碳纤维、非晶纤维和钢纤维异质多尺度纤维材料体系。通过不同形状、尺寸和弹性模量纤维集成应用，混凝土弯拉强度提高了57%、抗变形能力提高了140%，抗冲击性能提高了108%。冲击模拟试验显示该混凝土的破坏冲击耗能大大超过容器跌落破坏临界冲击能量，完全满足现场抗跌落性能的要求（1.2 m高度、45°斜位直落无裂纹），提升了高整体容器应对意外事故及异常冲击的能力。
③ 优化搅拌工艺，实现纤维均匀分布，改善纤维增强混凝土体系中各类界面结构。采取低水胶比，优选化学外加剂，设计适宜工作性，提出双预混搅拌工艺（集料重力冲击、活性粉体材料预包裹），实现纤维附近水化产物微结构致密，无空洞及微裂纹等明显缺陷，纤维表面附着有水化产物，界面结合状态优异。以落锤冲击试验测得的冲击耗能来间接反映纤维混凝土界面结合状态，破坏冲击耗能提高108%，说明界面结合状态良好。
