不掺硅灰C80级泵送混凝土的配制与工程应用.pdf

2 0 1 1 年第2期( 总簟2 5 6期 ) Nu mb e r 2 i n 2 0 1 1 ( T o t a l N o 2 5 6) 混 凝 土 Co n c r e t e 预拌混凝土 READY M I XED CONCRETE d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 0 2 0 3 0 不掺硅灰 C 8 0级泵送混凝土的配制与工程应用 高芳胜 。尤立峰 ，林伟坚 ( 深圳市安托山混凝土有 限公 司，广东 深圳 5 1 8 0 4 0 ) 摘要 ： 在不掺硅灰 的情况下 ， 通过 双掺 或三掺技术 ， 充分发挥活性掺合料 的超 叠加效 应 ， 采取普通材料 能配制 C 8 0高性 能混凝土 ， 用 于泵送施工 ， 直接 浇筑墙 、 柱结构 ， 即高强混凝土结构直接暴露 于大气之 中。 关键词 ： 硅灰；高强混凝土 ；泵送 ；墙柱 中图分类号 ： T U5 2 8 0 4 1 文献标 志码 ： A 文章编号： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 2 0 0 9 7 0 4 Compoun d a nd a ppl i c a t i on o f C80 pump c on cr e t e wi t hou t si l i c a f um e G AOF a n g s h e n g ， Y OUL i F e n g， L I NWe i -j i a n ( S h e n z h e n An t u o s h a n C o n c r e t e C o ， L t d ， S h e n z h e n 5 1 8 0 4 0， C h i n a ) Abs t r a c t ： By mi x i n g fly a s h a n d s l a g wi t h o u t s i l i c a f u me c a n c o mp o u n d t h e C8 0 hi g h p e r f o r ma n c e p u mp c o n c r e t e u s e s in t h e f r a me s h e a r wa l l s t r uct ur e Ke y w or d s ：s i l i c a fum e ； h i g h s t r e n g t h c o n c r e t e ； fla me s h e a r wa l l ； p u mp 0 引 言 无论 国内或 国外 的经验 ， 在 建筑 物 的墙 、 柱结构 中 ， 采 用 高强混凝土具有较大的优越性， 首先在同条件下， 混凝土强度 越高， 其结构构件尺寸 、 体积就会相对减少 ， 也就是混凝土用 量也将成比例地减少 ， 是建筑工程节能、 节材的一个有效途 经。随着高层 、 超 高层 和大跨度结 构的发 展 ， 对高强混 凝土 也 提出更 高 的要求 ， 对有些 情况 C 6 0已经不 能满足要求 ， C 8 0和 CI O 0强度等级混凝土已经逐渐地显示 出它们的优势。 多年 来 ， 深圳市安托山混凝土有限公司研究团队在吴兴祖、 韩素芳 专家的带领下 ， 从 2 0 0 2年开始进行 C 8 0及以上等级高强混 凝 土 的研 究工 作 ， 攻 克 了各种 技术 难题 ， 2 0 0 4年 已成 功研 制 出 C 8 0 C1 0 0级 泵送 混凝 土 。 其 中所研 制 的不 掺硅 灰 C8 0级 混凝土从 2 0 0 5年开始 在多个工程项 目中实践 应用 ， 采用泵 送 施工 的方法 浇筑于剪力墙 、 柱 子结构 中 ， 取得 显著 的经 济效益 和社会效 益 。 本研究 主要通 过对 C 8 0混凝 土的试 配研究 和工 程实践中的体会予以归纳 ， 总结 ， 以供更多工程使用该项技术 时参考 。 1应 用 工程 概 况 ( 1 ) 金润大厦工程 ， 地上 2 6 层 ， 地下 3层 ， 其 中地下 3层及 地 面 以上 6层 的剪 力墙 和柱 ， 采用 C 8 0级混 凝 土 ， 其 用量 为 2 3 2 7 5 m ， 7层 以上至 1 3 层墙 、 柱采用 C 7 0级混凝土 ， l 4层 以 上则采用 C 6 0级混凝 土。 ( 2 ) 安托山综合大楼工程， 建筑面积为 1 8万 I T I ， 负一层至 第四层的核心筒、 墙、 柱采用 C 8 0 级混凝土。 每层 6个核心简 ， 圆柱最 大直径 1 2 m， 剪力墙厚 0 8 m， 长 4 m。C 8 0级混凝土总 收稿 日期 ：2 0 1 O _ Jo 9 1 3 量约 1 万 m 。 ( 3 ) 深圳 京基金 融中心工 程 ， 主塔楼为钢 筋混凝 土和钢结 构外 框简组成 的框 筒结构 ， 建 筑总高高度 4 3 9 m。 地下 4层 ， 地 上 9 8层， 建筑面积为 2 4万 mz 。 负四层至地上一层核心筒采用 C 8 0 级混凝土 ， 第 2 层 至 2 9层核心简为 C 7 0 ， 3 0层 以上为 C 6 0 。 核心筒剪力墙最厚达 1 9 m， 长 3 5 m， 属高强大体积混凝土结 构 ， 夏 天天气 温度高 于 3 5时 ， 采 用加 冰技术 降低 混 凝土 的 入模 温度 。 地 上 9 6 m 以上 的外 框 角柱采 用 C 8 0 级 高抛 自密 实混凝土， 其余采用 C 6 0级混凝土， 外框柱最大截面尺寸为 2 7 mx 3 9 m。 整个 工程 C 8 0级混凝 土总量超过 3万 m 。 2 原材料 ( 1 ) 水泥 ： 采用质量稳定， 货源充足的 P O 5 2 5 级或 P O 4 2 5 级 水 泥 ， 其强度指标 见表 1 所示 。 表 1 水泥强度能指标 ( 2 ) 矿渣粉 ： 采用广东韶关钢铁厂生产 的 $ 9 5 级 矿渣粉 ， 其 性能指标见 表 2 所示 。 表 2 $ 9 5级矿粉性能指标 ( 3 ) 粉煤灰 ： 采用深圳妈 湾电厂生产 的 F类 I 级 ， 其性能指 97 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 标见表 3所示。 表 3 I 级粉煤灰性 能指标 ( 4 ) 砂子： 采用广东西江河砂， 含泥量较低， 其性能指标见 表 4 所示 。 表 4 砂子指标 细 度 模 数级 配 区考 观 密 积 密 度含 泥 量泥 块 含 量孔 隙 率 ( m3 k g ) ( m3 k g ) 2 9 3 _ 3 I I 2 6 2 0 1 4 5 0 0 1 0 4 5 ( 5 ) 石子 ： 采用深圳安托 山产 5 2 0mm连续级配花 岗岩碎 石 ， 粒型 、 级配较好 ， 其性能指标见表 5 所示 。 ( 6 ) 外加剂 ： 通过大量 的比对试 验 ， 决定采用 S P 8 C N 型聚 表 5 石子指标 压碎指 母岩强度 表观密度 堆积密度 针片状含泥量 泥块含 孔隙率 MP a ( mZ k g ) ( m2 k g )含量 量 ， o 0 1 4 1 2 0 2 6 2 0 1 4 70 25 04 0 4 4 羧酸系外加剂 ， 该外加剂减水率高， 超量掺用后不会引起混凝 土变黏， 不会降低混凝土强度。 掺用后能确保混凝土具有较强的 保塑性和 良好的流动性 。 3配 合 比 ( 1 ) 为 了使 C 8 0 能顺 利地在工程 中应用 ， 在金润大厦工程 施工前做了 9 8组试验， 并经过长时间的试拌、 试配复验等系统 试验， 确定的设计配合比见表 6 。 ( 2 ) C 8 0混凝土配合比复验结果 ， 按选定的设计配合比作 了 3 次共 l 3组复验， 其结果如表 7 。 表 6 G 8 0级混凝土设计配合 比 表 7 G8 0混凝土配合 比复验结果 序号 试验 日期 d MP a d MP a 厶 d MP a坍落度 mm 扩展度 mm 注 ： 0 6 、 0 7 、 O 8 减 3 O 水泥( 即水泥用量为 4 5 0 k g ) 。 从复验结果来看 1 3 组混凝土 2 8 d 平均强度已达到 9 9 7 MP a ， 最低组强 度为 9 5 0 MP a ， 且混凝土坍落 度 、 扩 展度和黏性 的 检验结果都相当满 意， 完全能满足 C 8 0工程 的需要。 4 C8 O级 混凝 土 性 能 的试 验 结果 由于试验时试件表面的干湿状况 ， 对混凝土 的抗压强度有 较大的影响， 高强度混凝土在采用水中养护后， 如果立即进行 抗压强度试验， 则表面含水 ， 潮湿试件表面摩擦系数比干燥试 件表面摩擦系数小 ， 则压力机 承压板对试件 的环箍效应小 1 ， 造 成试压强度偏低。 为此， 所有混凝土试件都是从水中拿出并擦干 净后再进行抗压试验。 另为了减少试验影响因素， 除进行尺寸效 表 8 混凝土拌合物试验结果 注 ： 拌合物工作性相比较 ， 日本水泥最黏稠 ， 粤秀次之 ， 华润最理想 。 应试验时采用边长 1 0 0 r n l T l 立方体的尺寸试件外， 其他强度试验 均采用边长 l 5 0 ml Y l 立方体标准尺寸试件。 ( 1 ) 不同品种水泥配制的混凝土拌合物工作性能。 相同配 合 比不同品种水泥配制的混凝土拌合物性 能试验结果见表 8 。 由表 8可见 ， 以上水泥配制的混凝土均具有 良好 的工作性 能， 其中华润 P I I 5 2 5 R级、 粤秀 P I I 4 2 5 R级水泥配制的混凝 土可泵性能优于 日本 P 04 2 5 级水泥 ， 日本 P O4 2 5级配制的 混凝土凝 结时间长 3 h 。 ( 2 ) 实际工程中应用的混凝土在不同龄期的强度值列于表9 ， 强度的增 长规律如 图 1 。 由图 1 可见， 未掺用矿渣粉的双掺配合比其混凝土早期强 度发展比较快， 掺用矿渣粉的三掺配合比其混凝土 6 0 d龄期后 的强度增长缓慢， 但随龄期的延长 6 0 7 2 0 d 强度仍在继续增长。 另从对比试验数据来看 ， 虽然 日本小野田水泥强度最高， 但所 配制的混凝土强度优势不明显， 特别是 9 0 d以后的后期强度比 粤秀水泥配制 的混凝土低 6 1 0 MP a 。 ( 3 ) 矿渣粉对混凝土性能的影响 ， 试验结果见表 1 0 。 从结果看， 矿渣粉的掺量越高， 混凝土 3 、 7 d 早期强度越低， 后期 6 0 d龄期的强度相当。 同时随着矿渣粉掺量的提高， 混凝土 越容易离析泌水 ， 越 黏稠 。 表 9 不 同品种水泥配制混凝土 强度试验结果 98 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 龄期 ， d 图 1 强度 随龄期增长规律 ( 4 ) 尺寸效应试验结果见表 1 l ， 从试验数据看出， 混凝土边长为 1 0 0 r r l 1 的立方体试件的强度换算成边长为 l 5 0 mn l 立方体试件 的强度系数， 比国内高强混凝土有关标准中的换算系数高， 所以在实 验室试配和工程应用中均采用边长 1 5 0 mm立方体标准尺寸试件。 ( 5 ) 养护条件对混凝土强度的影响 ， 试验结果见表 l 2 、 1 3 。 为了解养护条件对强度的影响， 进行了 3种不同养护制度 的对 比试验 ： 水中养护： 在露天 自然环境或标准养护室环境中的饱和 C a ( O H) 溶液 中养护 。 表 1 0 掺矿渣粉混凝土的试验结果 表 1 1 高强混凝土强度的尺寸效应 系数 试 1 5 0 n 3 i i l 1 0 rd_ 0 r ll r f l 比值 备注 组数 边长 边长 一 表 1 2 在 自然环境中水中养护与自然 养护 的混凝土强度试验结果 表 1 3 在标准养护室环境 中水中养护与标准养护的混凝土强度试验结果 标准养护 ： 在 温度( 2 0 + 2 ) ， 相对湿度 为 9 5 以上的条件 下养护。 自然养护 ： 试件放 置于露天 的 自然环境 中 ， 期 间天气 温度 1 8 3 0， 空气湿度 5 0 9 0 。 从结 果看 ， 与水 中养 护条件相 比 ， 采 用 自然养护 的混凝 土 2 8 d强度值低 3 8 MP a ， 采用标准养护的混凝土 2 8 d强度值低 1 3 MP a ， 3 、 7 d强度值低 5 MP a以上。 可见高强混凝土采用水 中养护为佳。 ( 6 ) 试件成型方法对混凝土强度的影响。 由于 C 8 0 级高强泵 送混凝土流动性 比较好， 在振动成型试件时会引起混凝土中的 粗骨料下沉 ， 造成骨料分布不均而影 响强度。 在生产过程中对扩 展度 6 0 0 6 6 0 ra i n的混凝土取样 l 0 组， 进行两种不同试件成型 方法的对 比， 其强度试验结果见表 l 4 。 第一种： 分二层振动成型， 每层振动时间为 5 S ； 第 二种 ： 一次装满 ， 振动 时间为 1 0 S 。 从结果看 ， 分两层振动成型 的试件 比一次装满振 动成型 的 2 8 d强度值高 1 7 MP a 。 表 1 4 不 同成型方 法的试验结果 5工程 应用情 况 5 1 施 工泵送情 况 ( 1 ) 金润 大厦工程 ： 采 用 HB T 8 0 C 1 8 1 8 D I I I 型柴油机混 凝 土拖泵泵送施工 ， 最大垂直泵送高度 6 5 m， 泵送压力 1 6 2 5 MP a ， 混凝土从泵管流出非常顺畅。 ( 2 ) 安托山综合大楼工程： 采用 H B T 8 0 C 1 8 1 8 DI I I 、 HB T 8 0 1 8 1 R S型柴油机 混凝土拖 泵泵送 ， 连接 布料机施 工 ， 最大垂 直 泵送高度 4 5 m， 水平泵送距离 2 5 0 m， 泵送压力 1 8 2 6 MP a ， 泵 送正常。 其中泵送过程压力表显示， 采用 日本 P 0 4 2 5配制的 混凝 土比粤 秀 P I I 4 2 5 R级水泥配制 的混凝土泵送压力一般要 高 2 0 MP a ，说明日本 P o4 2 5级水泥所配制的 C 8 0级混凝土 可泵性能 比粤秀 P I I 4 2 5 R差些 。 ( 3 ) 京基 金 融 中心工 程 ( 在 建 ) ： 京 基 金融 中心工 程 采用 HB T 9 0 4 0 5 7 2 R S型柴油机输送 泵 ， 最 大泵送 混凝土 压力可达 4 0 MP a ， 具有 双发动机驱动 系统 。 核心简混凝 土采用串筒高抛 浇筑施工 ， 目前垂直泵送高度已超 3 0 0 m， 泵送 压力小于 2 1 MP a ， 混凝土从泵管流 出顺畅 ， 布料振捣非常省力。 5 2 工程 应 用强度 试验 结 果 工程应用强度试验结果 ， 见表 1 5 。 从京基金融中心_丁程核心筒结构的取芯强度结果看 ， 如果考 虑实体强度和试块强度差异而乘予 1 1 O ， 抽芯强度 1 0 5 6 MP a 折 算成相应试件强度则为 1 1 6 2 MP a ， 说明结构实体的高强混凝土 在 2 8 d后随着时间的延长， 其强度一直在不断地发展。 5 3 施 工 养护 ( 1 ) 金润大厦工程 ： 采用钢模板制模 ， 墙体上设有喷淋水管， 混凝土浇筑2 4 h 后松模， 使墙体外侧与模板之间形成2 3 1T ll n的 缝隙， 采用带模双面喷淋养护不少于 7 d 。 拆模后 ， 全面覆盖塑 料薄膜紧贴墙体表面， 连续淋水养护 1 4 d 后去掉塑料薄膜转入 9 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 1 5 不同成 型方法的试验结果 自然养护。 ( 2 ) 安托山综合大楼工程： 墙体采用光面复合木模板制模 ， 柱子采用玻璃钢定型模板制模。混凝土结构拆模前在模板外侧 塞设麻袋浇水保湿， 拆模后采用带模双面喷淋养护不少于 7 d ， 墙、 柱拆模后使用土工布包裹保湿养护， 养护时间不少于 1 4 d 。 ( 3 ) 京基金融中心工程 ： 采取提模施T方法 ， 混凝土浇筑 2 4 h 提模后悬挂 3 m 高的棉毯 紧贴墙体表面 ， 连续淋水 养护 ， 养护 时间不少于 1 4 d 。 悬挂棉毯也可起到保温和挡风的作用， 避免 楼层高时因风速过大而造成混凝土干缩 裂缝 。 5 4 抗碳 化性 能 在安托山综合楼工程每层 C 8 0混凝土浇筑两个月后， 对墙 体进行碳化检测 ， 均测不出碳化深度， 即碳化深度为0 ， 说明C 8 0 混凝土具有良好的抗碳化性能。 5 5 钢管混凝土 自密实性能检测 京基金融中心工程外框柱经湖南大学采用“ 压电陶瓷智能 骨料” 方法检测 ， 从结果看混凝土柱 内部无裂缝 ， 混凝 土与钢 管 壁之间无缝隙， 说明钢管混凝土自密实效果良好。 5 6测 温结果 京基金融 中心工程大体积剪力墙 的测温结果 ： 采用 电子便 携式测温仪， 温度记录误差不大于 1 ， 夏天天气温度高于3 5 时， 采用加冰技术。 根据测温统计 ， 混凝土入模温度均控制在3 0 以内， 升温阶段在混凝土浇筑第 2 d达到峰值， 混凝土中心最高 温度 8 8， 表层温度最高达到 5 9 ， 里表最大温差小于 3 0， 2 8 d 后建设 、 施工、 监理方共同检查墙体情况， 未发现任何有害 裂缝。 6结 论 ( 1 ) 采用双掺或三掺配合比技术 ， 充分发挥活性掺合料的 超叠加效应 ， 在不掺硅灰的前提下可配制 出 C 8 0 级混凝土。 ( 2 ) 虽然安托山碎 石压碎指标值 高达 1 4 ， 但 由于粒型 、 级 配好 ， 且母岩 立方体强度 达 1 2 0 MP a ， 使用该类 型花 岗岩碎 石 也可配置出 C 8 0 级混凝土 ， 其 2 8 d强度平均值大于 9 5 MP a 。 ( 3 ) 生产 的 C 8 0 级 混凝土在工程 中使用时泵送顺 利 ， 流动 性好， 施工方便， 具有良好的工作性 、 力学性 、 经济性。 ( 4 ) C 8 0级高强混凝土 2 8 d龄期后 ， 在 自然养护条件下强 度仍然在不断地增长 ， 2 8 7 2 0 d ， 增长幅度可达 1 0 2 0 。 ( 5 ) 高强混凝土宜在饱和 C a ( O H) 溶液中养护。 7 应 用 C8 0级泵送混凝 土应该 注意的问题 ( 1 ) 要留足强度富余， 要重视取样的代表性 、 试块的制作、 养护和试验， 要留足试块数量， 采用统计方法验收评定。 ( 2 ) 在不具有 有效的尺寸效 应系数经验数据 时 ， 最好制作 边长为 1 5 0n l l T l 的立方体试件。 ( 3 ) 由于原材料选材、 生产、 施工和试件制作等环节对高强 混凝土拌合物性能和强度的影响很大， 所以必须做到精心组织 与安排 ， 要做好充分的事前准备 。 ( 4 ) 不宜采用吸水性强的模板制模。 ( 5 ) 要 十分重视输送泵 的选择 、 泵机与泵管的布置 ， 以及泵 机 的操作方法。 ( 6 ) 由于混凝土浆体丰富 ， 具有很好的流动性 ， 在墙柱与 梁 板 同时施 工时 ， 要 注意两 结构 之 间 的混凝 土隔 离处 理 ， 避 免高强混凝土流入梁板结构中， 从而不利于梁板结构的裂缝 控 制 。 参考文献 ： 1 姚燕新型高性能混凝土耐久性的研究与工程应用 M 】 E 京 ： 中国建 材 工业 出版社 ， 2 0 0 4 ： 2 5 1 2 5 7 作者简 介 单位地址 联 系电话 高芳胜( 1 9 7 7 一 ) ， 男， 高级工程师， 长期从事商品混凝土的 技术管理工作。 深圳市福 田区北环路南侧( 5 1 8 o 4 O ) 0 7 5 5 8 3 5 0 0 3 7 0 上海混凝土搅拌站经验收达不到“ 环保标准” 将逐步淘汰 自2 0 1 0年 1 0月 2 8日起， 上海市在全行业内推行混凝土生产企业环保达标工作 ， 要求各混凝土搅拌站试行 混凝土搅拌站环 保标准 ， 从而进一步提高混凝土搅拌站的环境保护水平 ， 推进企业的文明建设和产业升级。记者从上海市混凝土环保型搅拌站现 场观摩及推进会上获悉，上海市建工材料工程有限公司普南分公司等 6家单位被授予 2 0 1 0年上海市建设工程施工现场观摩活动 样板工程 ( 场站 ) 称号。 据介绍， 为督促混凝土生产企业节能减排、 绿色环保各项措施的全面落实， 配合各生产企业更好地推行企业“ 环保” 工作， 上海 市建设工程安全质量监督总站和上海市混凝土行业协会在全行业内推行 混凝土搅拌站环保标准 ， 并将逐步制定和完善， 使之形 成行业标准； 在经过一段时间的试运行后， 达不到 环保标准 的企业将逐步退出上海市的混凝土生产市场。 据了解， 上海建工( 集团) 总公司在推行混凝土搅拌站环保工作上开了一个好头 ， 并已在年内对下属上海建工材料工程有限公 司、 建筑构件制品有限公司实施 环保标准 ， 取得不错的效果。而承担上海绝大部分标志性建筑和重大工程项目预拌混凝土任务的 上海建工材料工程有限公司， 不仅实施 环保标准 ， 而且积极创建环保型搅拌站， 至今已完成 l 3 家搅拌站的改造， 呈现出“ 外表整 洁美观、 噪音降低 、 场地清洁， 废水循环利用做到零排放” 的新面貌。 1 0 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m