成都地区高性能混凝土施工技术.pdf

第 4 0卷 第 4期 2 0 1 3年 4月 建筑技术开发 Bu i l di n g Te c h ni q ue De v e l o pme n t Vo 1 4 0， No 4 Ap r 201 3 成 都地 区高性 能混凝 土施工技 术 刘文亮徐烨何文斯孙玉霞 ( 中建二局第三建筑工程有限公 司成都分公司， 成都6 1 0 0 4 5 ) 摘要 高强高性能混凝 土作为一 种新 的建筑材料 ， 以其抗 压强度高 、 抗变 形能力 强 、 密度大 、 孔隙率低 的优越 性 ， 在 超高层建筑结构 中得到广泛的应用 。介绍了高强 高性 能混凝 土施工技术 。 关键词 高性能混凝土 ； 配合 比； 混凝土泵送 中图分类号 T U 5 2 8 3 1 【 文献标 志码 B 【 文章编号 1 0 0 1 5 2 3 X( 2 0 1 3 ) 0 4 0 0 4 0 0 3 1 工程概 况 明宇金融广场项 目地处成都市东大街紫东楼段 1 5号地块 ， 建筑 面 积 1 2 4 4 4 1 7 2 m ， 该 工程 高性 能 混凝 土施 工 主要 有 两 个 特 点 ， 一是 工 程 为 一 类超 高 层建 筑 ， 建筑檐 高 2 0 6 5 m， 对 混凝 土 泵送 技 术 要求 高 ； 二是 高性能混凝土强度等级 C 5 0C 7 5 ， 在成都 地 区极 少用 到 C 7 5强 度 等级 的高 性能 混 凝 土 ， 且部 分 C 7 5混凝土构件尺寸较大， 除了保证其强度达到 C 7 5要求 外 ， 尚需 考 虑 混凝 土水 化 热 对 其 构 件 质 量 的影响， 对混凝土配合 比的设计要求高。楼层高性 能混凝 土 强度等 级见 表 1 。 表 1 明字金融广场高性能混凝土强度等级 混凝土 部位 高度范围 楼层 范围 强度等级 基顶 一1 0 3 5 0 0 m 一 5 2 2层顶板 C 7 5 1 0 3 5 0 0一l 1 9 5 0 0 m 2 2 2 6层顶板 C 7 0 塔楼 l 1 9 5 0 01 3 9 5 o o m 2 6 3 1 层顶板 C 6 5 剪力 1 3 9 5 0 0一l 5 7 3 0 0 m 3 13 5层顶板 C 6 0 墙 、柱 1 5 7 3 0 01 7 1 3 0 0 m 3 5 3 9层顶板 C 5 5 1 5 7 3 0 01 8 5 3 0 0 m 3 9 4 3层顶板 C 5 0 裙楼 基顶 一一1层夹 剪力 基顶 一 一 0 5 0 0 m( 2 0 0 0 ) 层 ( 酒 店大厅 C 5 O 墙 、 柱 底板上表面) 2高性 能混 凝土研 制 高性能混凝土的研制分以下三个阶段进行 ： 原 材料初选 阶段、 配合 比设计 和性能 比较试验 阶段及 模 拟试验 阶段 。 2 1 原 材料 初 选阶段 高性能 混凝 土是 以耐久 性 为基本 要求 并满 足工 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 l 一1 5 作者简介 ： 刘文亮( 1 9 8 7 ) ， 男 ， 山东潍坊人 ， 毕业于 四川大学 ， 本科学 历 ， 助理工程师 ， 项 目技术总工。 4 0 程其它特殊性能和均质性要求 ， 用常规材料和常规 工艺制造的水泥基混凝土 ， 其设计及施工工艺必须 满 足 以 下 技 术 指 标 的 要 求 ： 高 强 、 早 强 、 缓 凝 、 大 流 态 、 高 减 水 、 低 坍 损 、 低 碱 性 、 低 渗 透 、 低 含 沙 、 微 膨 胀 、 高 抗裂 、 低 收缩 。 为满 足 上 述 技 术 要 求 ， 我 们 选 用 了 以下 优 质 原料 ， 水 泥 ： 采 用 都 江堰 拉 法 基水 泥 有 限公 司生 产 的 P 0 4 2 5 R水泥 。 砂 子 ： 采 用德 阳绵竹 产 中砂 ， 其细 度模 数控 制在 2 6 2 9之 间 ， 且 重点 控制 其含 泥量 不超过 1 0 。 石 子 ： 采 用新 津产 52 5 mm碎 石 ， 要 求 其颗 粒 级配 良好 ， 压碎指标值小 于 1 0 ， 针片状颗粒含量 不大于 5 。同时使用 5 2 0 mm及 53 1 5 m m碎 石进行 了对 比试 验 。 泵送 剂 ： 采 用 四川 柯 帅外 加 剂 有 限公 司生 产 的 K S J S型高性能泵送剂 ， 该泵送剂减水率达 2 5 以 上 ， 与拉 法基 P 0 4 2 5 R水 泥 适 应 性 良好 。其 显 著 特点为配制的混凝土流动性 及抗分离性 良好 ， 混凝 土拌合物在 2 h之内坍落度几乎无损失。 粉 煤 灰 ： 采用 成 都 搏磊 实 业 有 限公 司 生 产 的 I 级粉煤 灰 。 硅 灰 ： 采 用 成都 格 律斯 科 技 发 展有 限公 司生产 的硅灰 ， 其 主要性 能指 标 为 ： S i O 含 量 为 9 5 以上 ， 需水 量 比 1 0 9 ， 活 性 指 数 8 5 以 上 ， 比 表 面 积 1 5 0 0 0 n l k g。 2 2 混 凝土 配合 比设计 和性 能 比较 试验 阶段 1 ) 配合比设计 首先 对 C 7 5高强 混 凝 土 进 行 设 计 ， C 7 5高 强 泵 送 混凝 土 除抗压 强度 除满 足设 计 规定 的等 级 外 ， 其 拌 合物还 必 须具有 较佳 的可 泵性 。要 求流 动性及 抗 分离性 良好 ， 拌合物粘聚性好但又不过分粘稠 ， 以便 泵送时摩擦阻力小 ， 泵压正常及 泵送速度快。同时 第 4 O卷 刘文 亮， 等： 成都地 区高性能混凝土施 工技术 第4期 由于 C 7 5混凝 土部 分构 件 尺寸 较 大 ， 须 考 虑 C 7 5混 凝 土水 化 热 的大小 ， 控制其 放热 速度 不宜 过快 。 首 先 对 当地 的原 材料 资 源 进行 了合 理选 择 ， 重 点考察 了高性能 泵送 剂 、 砂 子 和硅 灰 这 三 种原 材 料 的性能 特点 及应 用效果 。分 别 比较 了三种 高性 能泵 送 剂 ， 三类规 格 中砂 及 四个 不 同供 应 商 的 硅 灰 。通 过调整水泥用量及掺合物( 粉煤灰 、 硅灰) 掺量 ， 合 理选择高性能泵送剂 品种及其掺量， 对 C 7 5高强泵 送混凝土进行 了配合比初步设计。根据对混凝土拌 合物性能、 混凝土抗压强度的试验测定结果 ， 同时对 其水 化放 热速 率进 行 了考 虑 ， 又对 配合 比进 行 了适 当调 整 。在 生产 中进行 了少 量 试泵 送 后 ， 最终 确 定 了 C 7 5高 强泵送 混凝 土 的生产用 配合 比。 2 ) 混凝 土拌 合物性 能试 验 经 过大 量 的试 配及 优 化 ， 最 终 确 定 了 C 7 5高 强 泵送混凝土的配合 比， 所测得 的 昆凝土拌合物性能 指标 见 表 2 。 表 2 C 7 5高 强 泵 送 混 凝 土 拌 合 物 性 能 测 定 结 果 初始坍落 倒锥法 坍落度损 凝结时 间 和 度 扩展度 下落时间 失 mm 易 泌 水 ( m m m m) ( S ) 1 h 2 h 3 h 初凝 终凝 性 8 h 1 3 h 2 3 0 6 7 0 l 7 2 3 0 2 2 5 2 1 5 好 无 4 0 rai n 3 0 mi n 由表 2可知， C 7 5高强混凝土拌合物工作性能 良好 ， 具有大流动性与 良好的抗分离性 ， 无泌水， 3 h 之内坍落度损失小 ， 易于泵送及施工振捣。 2 3模 拟试 验 阶段 通过 混凝土搅 拌站设 置 模 拟柱混 凝 土浇 筑试 验 证 实 了 高强 混 凝 土拌 合 物具 有 高 度 的流 动 性 、 和易 性 、 抗 离析性和保 塑 性能 ， 同 时进行 混 凝 土抗 压强 度 试验 。 根据 确 定 的 C 7 5混 凝 土 配 合 比 ， 分 别 采用 5 3 1 5 m m、 5 2 5 m m、 5 2 0 m m 及 51 6 mm碎石 进 行了强度试验 。使用不 同粒径 的碎石试验时， 将初 始坍 落度 均控 制 在 2 2 0 l n lX l 左 右 ， 对 用 水 量 及 砂 率 进行 了微 调 ， 各 龄期 抗压 强度 列于表 3 。 表 3 不 同粒径碎石配制 C 7 5高强泵送混凝 土 各 龄 期 抗 压 强 度 碎石粒径 各龄期抗压强度 MP a 序 号 mm 3 d 7 d 2 8 d 1 531 5 51 7 8 3 3 9 4 7 续 表 碎石粒径 各龄期抗压强度 MP a 序号 mm 3 d 7 d 2 8 d 2 52 5 5 2 1 8 2 5 9 4 1 3 52 O 5 0 4 7 8 1 8 9 9 4 51 6 4 8 4 7 4 2 8 5 3 由表 3可知 ， 5 2 5 mm碎 石 与 53 1 5 m m 碎 石配制的 C 7 5混凝土其 2 8 d抗压强度相差不大， 用 5 2 0 mm碎 石配制 的 C 7 5混 凝土 其 2 8 d抗压 强 度 较它 们偏 低 约 1个 强度 等 级 ， 用 51 6 mm 碎石 配 制 的 C 7 5混凝 土 其 2 8 d抗 压 强度 较 它 们 偏 低 近 2 个 强 度等级 。 3 高性能 混凝 土生产 与 施工质 量控 制措 施 3 1 生产过 程控 制 1 ) 原材料进场检验包括 以下几个方面 对进场的所有原材料 ， 均按国家相关标准 、 规 范 要求进 行 检验 ； 砂每进场一次为一个检验批 ， 每次检验批数 量 不能 大于 4 0 0 m ； 硅粉每进场一次为一个检验批， 每次检验批 数量 不能 大 于 3 0 t ； 外加剂每进场一次为一个检验批 ， 每次检验 批 数 量不 能大 于 1 0 0 t ； 在外 加 剂 、 硅 灰 进 场 时 ， 均 要做 混 凝 土 试 配 ， 观 察 混 凝 土 和 易 性 ， 留 置 抗 压 试 件 ， 并 保 存 记 录 ： 严禁控制不合格原材料的进场 ， 同时各种原 材料名称、 检验状态等标识明确 。 2 ) 对砂 、 石等 原材 料 ， 要 求 搅 拌 站备 足 量 ， 并 动 态 跟踪 所有 原材 料使 用 情 况 ， 严 禁 生 产 中调 料 ； 5 2 5 m m 碎石 ， 砂 ， 外加 剂必须 根据 工程 每段 浇筑 量随 时 备好供 应 5 0 0 m C 7 5混凝 土 的用量 。 3 ) 开盘前 由专职试验工测 定砂 、 石 的含 水率 ， 并 记 录清晰 。 4 ) 开盘时严格控制混凝土和易性 ， 混凝土初始 和 易性控 制 范 围 为 2 2 02 0 m i D _ 内 ， 须 观 察 每 车 混 凝土和易性 ， 保证出厂混凝土的合格； 当混凝土出厂 超过 3 h而 和易性 不能 满足施 工 要 求或 坍 落度 小 于 1 7 0 m i D _ ， 添加适量后掺外加剂后和易性仍不能满足 要求 的 ， 混 凝 土应退 站调 整 。 5 ) 在搅拌 混凝 土时， 应加强搅拌 ， 净搅拌 时间 不应 少于 9 0 s ， 以保证 混凝 土 的均匀性 。 6 ) 混凝 土 的运输 41 第 4期 刘文 亮， 等 ： 成都地 区高性能混凝土施工技 术 第 4 0卷 同次浇筑时， 罐车固定 ， 若增加罐车或罐车交替 运输 C 7 5混凝 土与其 他 混 凝 土 时 ， 将 罐 车 内清 洗 干 净 ， 必须确 认罐 车 内是 否 已清洗 干净 并 监督 驾驶 员 把罐 内水 排尽 。 采 用 G P S卫 星定 位 系 统 对 混 凝 土 运输 车辆 进 行 管理 ， 及 时 了解 路 途 中及 在 施 工 现 场 的混 凝 土 车 数 量 ， 动态 掌控 道路拥 堵 、 现 场混 凝土 浇筑进 度等 情 况 ； 混 凝土 从 出站到 人模 时 间一 般不 大 于 3 h ， 不 容 许掉 车 ， 以保证 混凝 土浇 筑连贯 顺 畅 。 混凝 土车 在 运输 过 程 中严 禁停 止罐 体转 动 ， 施 工 现场 监督 混凝 土车转 罐情况 。 混 凝 土人 泵 前 ， 监督 混 凝 土 车必 须 高 速旋 转 罐 体 2 m i n以上 ， 禁止将高速旋转 时间不足混凝土车 中 的混凝 土人泵 。 混凝 土 车 混凝 土 入泵 1 2左 右 ， 再 高 速旋 转 罐 体 1 mi n左 右 ； 尾 料 粗 骨 料 很 重 的 混 凝 土 禁 止 入 泵 。 3 2生产设 备控 制 1 ) 搅拌设备 ： 要求搅拌设备 动力足 ， 本工程 要 求 搅拌 站保 证两 条 1 8 0生产线 能 生产 。在生 产其 它 混 凝 土过 程 中需 要生 产高 性能混 凝 土 ， 必 须做到 ： 手 动将 外加 剂称 中残 留的外 加剂 泄 空 ， 然 后 添加 清 水 到水 称 中 以便 清洗 水 称 中 残 留 的外 加 剂 ， 最 后将 搅 拌机清洗干净 ， 同时确认各原材料使用正确。 2 ) 计 量 设 备 ： 高 性 能 混 凝 土 生 产 前 ， 要 求 搅 拌 站安排人员对 相关计量设 备进 行检查 ， 并 形成相 应 报 验 审 核 制 度 ， 严 禁 因计 量 不 准 而 造 成 的 质 量 事故 。 3 ) 混 凝 土 运 输 车 ： 罐 车 装 载 方 量 不 宜 大 于 1 0 m ， 且车况 应 良好 。 4 ) 泵 送设 备 泵 机 ： 要 求泵 机 能 正 常泵 送 高黏 性 混凝 土 拌合 物及故障率低 ， 出现故 障时能及时排除。本工程主 楼 1 3 0层选 用两 台三一 重 工 的 H B T 8 0 C一1 8 1 8 混凝 土 输 送 泵 ， 混凝 土 泵 出 口压力 可达 1 8 MP a ， 理 论泵 送高 度为 2 7 0 m ， 3 0层 以上 选 用两 台 中联 重科 的 H B T 9 0 2 1 2 2 0 S U混 凝 土 输 送泵 ， 混凝 土泵 出 口 压力 可达 2 6 MP a ， 理论 泵送 高度 为 4 2 0 m 泵管 ： 泵 管选 用 新 管 ， 在 每 次混 凝 土 泵送 前 ， 必 须 对泵 管进行 全 面 检 查 。必 须 检 查泵 管 是 否 漏气 ， 泵 管是 否有 磨薄 现象 ， 并按 时对 胶圈 、 管卡 等零件 进 行检查 ， 严 防爆管 带来 的安 全及 质量 事故 。 3 3施 工 过 程 控 制 1 ) 泵 管 布 置 ： 根 据 施 工 进 度 以 及 垂 直 配 管 高 4 2 度 ， 接装一定数量的弯管以缓解背压 ， 防止混凝土离 析 。 当泵送楼 层 达 到 3 O层 以上 时 ， 在 2 0层左 右 的 梁 板上 接上 1 0 m 左右 的水平 布管 以减 小垂 直背压 。 在泵管 布置 中 ， 尽 量 增 长 水 平 硬 管 ( 起 始 水 平 管 段 长度不小于 1 5 m) ， 减少弯管 、 锥形管 ； 遇有 9 0 。 弯管 时 ， 尽量采用大弯管 ， 以最大限度地降低泵送管道的 总 阻力 。 2 ) 混 凝 土 的 浇 筑 ： 由 于 高 性 能 混 凝 土 使 用 的 部 位 钢筋 较 密 ， 加 上 混 凝 土 拌 合 物 比较 黏 稠 ， 因此 施 工 时 构件 中极 容 易 形 成 空 洞 。施 工 前 应 必 须 编 制 高性 能 混 凝 土 专 项 施 工 方 案 ， 且 对 相 关 人 员 进 行 充分 的技术 交 底 。同 时 派 有 振 捣 经 验 的 工 人 进 行振捣 ， 防止混凝 土 的漏 振 、 过振等 ； 混凝土 浇筑 后 应及 时振 捣 ， 以 充 分 密 实 而 不 破 坏 其 均 匀 性 为 原 则 。 3 ) 高性 能混凝 土 构件 的养 护 ： 高 性 能混 凝 土 的 养 护方 法与 普 通 混 凝 土基 本 相 同 ， 可 按 混 凝 土 结 构工程施工质量验收规范 ( G B 5 0 2 0 4 ) 中第 7 4 7 条及 高强混凝土结构技术规程( C E C S 1 0 4 ： 9 9 ) 中 第 1 2 6条 之 相关 规 定执 行 ； 关 键 是 要按 规 范要 求 ， 及 时进行 养 护 ， 养 护时 间不应 少 于 1 4 d 。 4 结 语 1 ) 通过合 理选 择 当 地 的混 凝 土 原材 料 品种 ， 采 用高性能泵送剂和硅灰 ， 用常规生产工艺可大批量 生产 出 C 7 5等 高性 能混凝 土 。 2 ) 为保 证 C 7 5等高性 能混 凝 土 的产 品质量 ， 在 生产 和施 工过 程 中 ， 应 针 对 高 性 能混 凝 土 的特 点 制 定 严格 的质量 控制 措 施 ， 且 应 对 主要 管 理人 员 及 关 键 控制 岗位进 行 充分 的技术 交底 。 3 ) 通过在 成 都 明 宇 金 融 广 场 工 程 中 C 7 5等 高 强泵送混凝土的实际应用 ， 证 明生产 的 C 7 5等高强 泵送 混凝 土质 量稳 定 ， 制 定 的 质量 控 制 措 施 切 实可 行 ， 保 障了 C 7 5等 高性 能 混凝 土 构 件 的顺 利 施 工及 工 程质 量 。 参考 文献 1 王瑞燕 ， 田文玉 ， 熊 出华 高强混凝 土技术研究 ， 建筑施 工 ， 2 0 0 8， 3 0 ( 4 ) ： 2 3 7 2 石 国柱 ， 徐晓勇 高 强混凝 土配合 比设 计 的正 交试验 研究 ， 江苏 建材 ， 2 0 1 0 ( 3 ) ： 3 2 3 陈建奎 ， 王栋民 高性能混凝 土( HP C) 配合 比设计 新法一全计算 法 ， 硅酸盐学报 ， 2 0 0 0 ， 2 8 ( 2 ) 4 吴德龙 ， 郑 捷 ， 陈尧亮 ， 盛莉 蓉 高度 4 9 2 m!一上海环 球金 融 中 心超高泵送高强混凝土技术研究 ， 建筑施工 ， 2 0 0 8 ， 3 0 ( 4 ) ： 2 3 7 5 吴寅 ， 尚晓琳 ， 关萍 掺矿 渣掺合料 和粉煤 灰高强 混凝 土强度 和 可泵性研究 ， 大连大学学报 ， 2 0 0 3 ， 2 4 ( 6 )： 3 6