京基金融中心底板高强大体积混凝土的配制与裂缝控制.pdf

2 01 0年 1 2月 第 7卷 第 4期 梁圳 土 木 与 律 筑 京基金融中心底板高强大体积混凝土的配制与裂缝控制 高芳胜尤立峰 ( 深圳市安托山混凝土有限公司) 【 摘要l 在 不掺膨胀剂、冰屑 、不掺纤维、不设冷却管、不施加预应力的情况下， 通过优化 混凝土配合比， 改进施工工艺，采取有效的养护措施，加强温控监测，能很好地解决深圳京基金融中心工程l_ f J 口 fJ 高强 大体 积 混凝 土的 裂缝控 制 问题 。 【 关键词l大掺量矿渣粉和粉煤灰裂缝控制 混合砂 高芳胜 ，高级工程师，深圳市安托山混凝土有限公司总工程师 地址：深圳市福田区北环路南侧 电话：0 7 5 5 8 3 5 0 0 3 7 0 混凝土试件抗渗等级都达到 了P1 4 还没有试件透水 ， 劈裂观察， 1 的平均渗透高度 比 4 的高 。 分析原因 为：机制砂中含有的石粉可以起到一定的填充作用， 能使混凝土更加密实。 表 3 混凝土抗渗试验结果 编号 达到抗渗等级 平均渗水高度 mm 1 P1 4 5 0 A 4 P1 4 42 抗氯离子渗透性能试验 根据 用 电量表示混凝土抗氯离子渗透标准试 验方法A S T M1 2 0 29 7 进行混凝土的抗氯离子渗 透性能对 比试验 ，试验结果表明，掺 5 0 机制砂混 凝土 比天然砂混凝土的抗氯离子渗透性能稍强。见 表4 。 表 4 混凝土抗氯离子渗透性能试验 编号 A 1 4 通过电量 C 1 4 5 0 1 3 2 0 干燥收缩性能试验 混凝土干燥收缩试验结果表明， 掺 5 0 机制砂 混凝土收缩与天然砂混凝土基本相 同，见表5 。 表 5 混凝土干燥收缩性能的试验结果 翁孑 A1 4 龄 期 3 d 1 00 1 0一 11 5 1 0 7 d 1 55 1 0 6 1 6 5 1 0 6 1 4 d 2 0 7 1 0 2 4 2X1 0 6 2 8 d 43 0 1 0 6 4 5 3X1 0 6 综上所述， 可 以用 5 0 的高石粉含量的机制砂 取代天然砂来配制大坍落度 的C 1 0 c 5 5 混凝土， 混 76 - 上 _ - 一 0 刖 吾 近年来，随着我国超高层建筑的不断开工，超 高层建筑的高度不断被刷新，其基础底板受力状态 不断加重 ，结构越来越厚 ，混凝土强度等级越来越 凝土的工作性能、力学性能、抗渗性能、抗氯离子 性能、干缩性能都没有降低，均能达到工程施工的 要求 。 4应用情况 我们近期在部分工程中生产低于C 6 0 等级大坍 落度混凝土 以及水下混凝土时用该机制砂取代 了 5 0 的天然砂 。混凝土到施工现场和易性 良好，泵 送顺利 ，构件未发现有害裂缝，混凝土强度稳定并 都达到预期要求 。说明掺入5 0 高石粉含量机制砂 混凝土 的使用效果 良好 。 5结论 在碎石 生产过程 中产生 的机 制砂 石粉含 量 高，颗粒级配差，虽然各项指标都符合 国家标准要 求，但石粉含量较高只能用于配制小于C 3 0 等级的 混凝土 。如与天然砂按1 ：1 混合成混合砂可改善颗 粒级配，就能很好的用来配制小于C 6 0 等级的混凝 土。在实际应用 中取得了很好的效果。 用5 0 的高石粉含量的机制砂取代天然砂 来配制混凝土，由于石粉的填充作用， 其力学性能、 抗渗性能、抗氯离子性能都优于天然砂混凝土 ，干 缩性能和天然砂混凝土相 当。 利用该高石粉含量机制砂取代 5 0 的天然 砂不仅可以节约 自然资源，还可以节约成本 ，有显 著的经济效益。 参考文献 ： 1 何兆芳，尾矿在预拌混凝土中应用的试验研究 商品混凝土 2 0 0 9( 6 )：4 2 4 6 2 王建程 ，董浩，王兰英，于新文，天津蓟县机制砂在混凝土中的应用 商品混 凝土 2 0 0 9 ( 6 ) ：4 9 5 2 2 01 0年 1 2月 第 7眷第 4期 梁圳 土木 与 津 笳 高 ， 总胶凝材料用量越来越多， 混凝土水化热更高， 更加不利于大体积混凝土的温度裂缝控制 。而裂缝 的产生原因与结构设计 、配 比设计 、原材料控制、 施工管理技术、环境状态等诸多因素有关，裂缝控 制是一个高度综合性 的系统工程，必须 由多个专业 的 良好配合才能取得裂缝控制的成功 1 】 。本文主要 通过对混凝土配 比、质量控制、施工养护等方面进 行分析 ，探讨有效控制大体积混凝土裂缝的措施 。 1工程概况 京基金融中心位于深圳市罗湖 区蔡屋围，其中 座主塔楼高4 3 9 m，地 下4 层，地上9 8 层，建筑面 积为2 4 万m2 ，预计2 0 1 1 年建成并投入使用 。新楼 与地王大厦相依相偎，将成为深圳又一标志性建筑 ( 见图1 )。 主塔楼大底板 中间核心筒部位厚度为4 5 m、 外 框筒部位厚度为4 m、再向外厚度变成2 m，东西方 向长6 7 5 m，南北方向长5 7 3 m，面积约3 8 6 8 m2 ， 总混凝土方量 超过 1 _ 3 万m3 ，混 凝土强度 等级为 C 5 0 P I O ， 属于超长 、 超宽的高强大体积混凝土结构， 控制裂缝的技术难度较高。大底板与四周的支护桩 或裙楼底板之间设有8 0 0 mm宽的后浇带。 搅拌站距 离该工程1 4 公里，运输时间约3 0 分钟 ，底板施工局 部 图见图2 。 2配合比设计的主要指导方针和指标要求 根据 以前大体积混凝土开裂 的经验 ，影响裂缝 控制的主要因素可分为材料、结构及施工三方面 。 图1 京基金融中心效果图 图 2 京基金融 中心底板施工局部图 从材料方面，引起混凝土裂缝的主要原因是胶凝材 料的水化热和收缩 ，必须采取有效措施降低其水化 热和收缩 ，尽可能减少水泥的用量和胶凝材料总量； 严格控制原材料的质量，特别是粗细骨料 的含泥量； 对于水泥及矿物掺合料的成分必须进行严格检验； 尽可能减少单方用水量，适当选择大体积混凝土的 水胶 比，保证混凝土不仅有 良好 的抗压强度 ，还应 当有 良好的抗折强度 ( 弯拉强度) 。 经施工与设计、 监理、 混凝土公司反复沟通 ， 决定采用混凝土的9 0 d 强度来进行混凝土 的试配、评定和验收，并确定混 凝土的技术指标要求如下： 强度等级：C 5 0 P 1 0( 强度评定采用9 0 d 标养 立方体抗压 强度 )； 坍落度 ：1 4 0 1 8 0 mm； 2 h 坍落度经时损失 P1 8 2 3 6 6 47 8 61 6 6 9 2 7 2 4 Jp 1 8 3 3 3 5 43 4 5 6 8 6 5 0 6 83 P1 8 混合 ，有利于砂子的均匀性，降低C f 一 含量，稳定 含水率。石子直接 由碎石生产线生产并分级后进入 混凝土骨料仓 ，避免 了太阳的暴晒。萘系缓凝型高 效减水剂经调整缓凝组分，适当延长缓凝时间，延 缓混凝土水化温峰的出现。 5 2混凝土质量控制措施 严格按要求做好混凝土生产 的开盘鉴定工作， 按每生产3 0 0 立方抽样一次 ，检测混凝土的出机温 度 、坍落度等拌合物性能，成型各龄期抗压强度和 2 8 d 抗渗试块 。 现场派有技术员2 4 跟踪和反馈混凝 土质量信息。 6工程应用情况 6 1质量控制情况 共浇注约1 3 2 3 1 立方米混凝土 ，一次性连续浇 注完毕，用时约5 3 d , 时。现场混凝土入模坍落度为 1 5 0 1 8 0 mm，混凝土无离析泌水现象，和易性 良 好。共成型 4 8组各龄期强度试块 ( 见表3 )，抗渗 试验按照G 8 28 5 进行，均达到设计要求。 表 3 强度实测值 龄期 3 d 7 d 2 8 d 6 0 d 9 0 d 抗压强度 3 4 9 4 2 4 5 7 6 6 3 9 6 6 9 ( MP a ) 6 2施工与振捣 浇筑方法采用 “ 斜 向分层，薄层浇筑，循序退 浇 ，一次到底”连续施工的方法 。为了保证每一处 的混凝土在初凝前就被上一层新的混凝土覆盖 ，采 用斜面分层式浇捣方法，混凝土一次自然流淌，坡 度约为1 ：1 0 。分层浇捣使新混凝土沿斜坡一次到 底 ，使混凝土充分散热 ，从而减少混凝土的热量， 78 混凝土振捣后产生 的泌水沿斜坡排走 ，保证了混凝 土的质量 。 6 3早期塑性收缩裂缝的防治 近年来，我国大体积混凝土特别是高强大体积 混凝土，在浇筑初期，甚至在拆模前后就 出现开裂 现象，这是由于水泥及掺合料与水发生激烈的水化 反应，同时产生泌水和大量水分散发，混凝土会产 生早期的塑性收缩，收缩量较大，极 易引起裂缝。 在混凝土接近初凝时便开始喷水养护 ，同时采用磨 光机对混凝土表面进行磨压 ，然后再用扫把将表面 拉毛，封 闭混凝土 的早期裂缝，处理混凝土表面 出 现的早期塑性裂缝。 6 4养护 在混凝土浇筑过程中，已经浇筑到设计标高的 地方，抹平后立即用塑料薄膜覆盖，并在塑料薄膜 上加盖两层麻袋 ，最后再铺设塑料薄膜。混凝土 中 心最大温度与大气温度之差大于2 5 时 ， 不得移开 保温层。整个湿润养护过程保持有完好的覆盖 ，无 覆盖的间断浇水对养护非但无效，有时甚至是不利 的，因为混凝土在干湿交替作用下会产生不利的内 力状态。 6 5测温结果 采用 电子便携式测温仪，温度记录误差不大于 1 。 C， 升温阶段每隔2 h 记录一次， 降温阶段每隔4 h 记录一次 。1 4 天后每天记录一次 。混凝土浇注过程 中， 大气温度为1 3 2 3 。 C， 环境湿度为4 0 7 0 ， 混凝土入模温度2 4 2 9 C。 取中心偏下处典型 的温 度记录并绘出混凝土水化热温升 曲线如图3 所示。 升温阶段第5 c f 后达到峰值 ， 混凝土中心最高温 度7 6 C，表层温度达N5 3 ，内外最大温差3 2 ， 平均2 2 。 随后温度降低缓和 ， 小于2 ， 在第2 6 天后基本稳定。2 8 天后建设方、施工方、监理共同 检查整体情况 ，未发现任何有害裂缝。从以上裂缝 控制结果看 ，控制混凝土 的内外温差固然很重要， 但是更重要的是控制降温速率、控制 自约束应力和 外 约束 应 力 。 图 3 混凝土水化热温升 曲线 2 0 1 0年 1 2 月 第 7眷第 4期 圳 土木 与 建 筑 大掺量 “ 矿渣微粉+粉煤灰中低强高性能混凝土 配制技术与性能研究 孟伟峰 ( 深圳市政工程 总公 司) 【 摘要】为了生产具有中低强度等级的高性能混凝土，采用 了在普通硅酸盐水泥混凝土基础上 大掺量复合 掺加 “ 矿渣微粉 +粉煤灰+高效减水剂”的技术路线，简称 “ 三掺” 高性能混凝土。本文通过较系统的配 合比设计与试验，最终得 出 “ 三掺”高性能混凝土的系列配合比。性能研 究结果表明， “ 三掺 高性能混 凝土的工作性、水化热和耐久性都优于普通粉煤灰混凝土；其早期强度稍低，后期力学性能与普通粉煤灰 混凝 土一 致 。 【 关键词l矿渣微粉粉煤灰中低强 大掺量 水化热 高性能混凝土 1引言 开发应用高活性掺合料，加速高性能混凝土的 应用 ，是国家建设部要求重点推广的1 0 项新技术之 一 。随着 国家标准G B T 1 8 0 4 62 0 0 0 用于水泥 和混凝土 中的粒化高炉矿渣粉和上海市地方标准 D B T ) 0 85 0 11 9 9 9 粒化高炉矿渣微粉在水泥 混凝土中应用技术规程 的颁布并实施，我国预拌 混凝土行业继推广粉煤灰之后 ，又 出现了推广高炉 矿渣微粉 的技术热潮。 所谓大掺量 “ 矿渣微粉+粉煤灰 ”中低强高性 能混凝土 1 】 ，即复合掺加 “ 矿渣微粉 +优质粉煤灰 +高效减水剂 ”配制高性能混凝土的技术路线 ，简 称 “ 三掺”高性能混凝土。将矿渣微粉和粉煤灰以 合适的复合比例和总掺量掺入混凝土 ，充分利用水 泥熟料 、 矿渣微粉和粉煤灰 的不 同粒径、 不同形态、 不 同活性而进行合理而有效的搭配，使得矿渣微粉 孟伟峰，男，高级工程师，深圳市政工程总公司 地址 ：深圳市红荔西路 7 0 5 8号 市政大厦 电话 ：1 3 6 0 2 6 7 2 5 0 5 和粉煤灰的形态效应、活性效应和微集料效应相互 补充，产生叠加效应 ，最终得到比单掺或双掺情况 性能更加优越的中低强高性能混凝土。 2试验 2 1原材料 水泥：选用 “ 嘉新 ”水泥P 0 4 2 5 和 “ 小野 田”硅酸盐水泥P 1 1 5 2 5 ； 矿渣微粉 ： 选用上海宝钢 9 5 和广州番 禺S 9 5 矿渣微粉，比表面积4 0 0 m k g以上，其中宝钢$ 9 5 矿渣微粉活性指数较高； 粉煤灰：选用东莞电厂， 、， ， 级粉煤灰； 中砂 ：河砂，细度模数2 6 以上； 碎石：花岗岩碎石，5 2 5 ram连续级配； 外加 剂：选用广东龙川F DN一3 3 0 A 缓凝高 效减水剂； 2 2试验设计 方案一： 掺合料 以粉煤灰为主， ： F=1 ： 1 5 左 右，矿渣微粉等量替代水泥 2 3 2 9 ； 方案二：掺合料等 比例掺入 ， ： F =1 ： 1左右，矿 渣微粉等量替代水泥2 3 2 9 ； 7结论 养护措施，严格控制坍落度，加强温度监控措施， 大体积混凝土产生裂缝的原因是众多的，源头 有效控制超厚体积混凝土 的内外温差 ，特别是降温 是把好原材料质量关 ，严格控制混凝土的均质性 ， 速率和采取连续无变形缝浇筑 ，是控制大体积混凝 减少砂石骨料的含泥量，提高粗骨料的含量和粒径； 土裂缝的有效措施。本工程所采取的一系列措施， 重 点是做好优化混凝土配合 比设计 并充分利用 混 确保 了工程的质量，节约了经济投资。 凝土6 0 d 、9 0 d 龄期的强度 ，提高混凝土 的抗拉和 参考文献： 抗折强度 ，减少水泥用量，加大矿渣粉、粉煤灰的 掺量是控制大体积混凝土温差裂缝和提高 耐久性 的有效途径 。采用合适的施工养护方法 ，优化保湿 1 王铁梦 工程结构裂缝控制 E 京：中国建筑出版社 2 0 0 7 P9 8 2 王建程等天津蓟县机制砂在混凝土中的应用 商品混凝土专刊2 0 0 9 6 P5 1 i 79