混凝土工程新技術-3

1、一、一、 高強高性能混凝土高強高性能混凝土二、二、 超高泵送混凝土超高泵送混凝土一、高強高性能混凝土一、高強高性能混凝土1、高強高性能混凝土高強高性能混凝土（HS-HPC）高強高性能混凝土高強高性能混凝土強度等級超過強度等級超過C80的混凝土。的混凝土。特點特點是比是比高性能混凝土（高性能混凝土（HPC）具有更高的具有更高的強度強度和和耐耐久性久性，并且，并且工作性工作性良好，能夠適應于超高層良好，能夠適應于超高層泵送泵送。一、高強高性能混凝土一、高強高性能混凝土我國目前的相關技術標準：我國目前的相關技術標準：主要有中國工程建設標準化協(xié)會主要有中國工程建設標準化協(xié)會標準：標準：高性能混凝土應用

2、技術規(guī)程高性能混凝土應用技術規(guī)程CECS207：2006，以，以及及高強混凝土結構技術規(guī)程高強混凝土結構技術規(guī)程CECS104：99，但也僅限于但也僅限于C80以內(nèi)的混凝土。以內(nèi)的混凝土。 2、我國高強高性能混凝土情況、我國高強高性能混凝土情況 近幾年，我國已大量應用近幾年，我國已大量應用C80以上的高強高性能混凝土以上的高強高性能混凝土，例，例如如2009年竣工的廣州珠江新城西塔工程為年竣工的廣州珠江新城西塔工程為432m，采用采用C100；深圳京基中心高度為深圳京基中心高度為411m，采用采用120MPa的混凝土。的混凝土。德國德國混凝土結構設計規(guī)范混凝土結構設計規(guī)范：達到：達到C110級

3、級挪威挪威混凝土結構設計規(guī)范混凝土結構設計規(guī)范：達到：達到C105級級一、高強高性能混凝土一、高強高性能混凝土3、高強高性能混凝土存在的不足、高強高性能混凝土存在的不足u脆性問題脆性問題目前尚未完全解決；目前尚未完全解決；u改善途徑改善途徑主要通過摻入纖維來調(diào)整，以增加韌性，降主要通過摻入纖維來調(diào)整，以增加韌性，降低開裂。低開裂。一、高強高性能混凝土一、高強高性能混凝土4、高強高性能混凝土主要技術特點、高強高性能混凝土主要技術特點（1）基本材料要求）基本材料要求uHS-HPC 的的水膠比水膠比28，W 200kg/m3；F+C:650700kg/m3；其中：；其中：C:450500kg/m3，

4、F(硅粉及礦物微細硅粉及礦物微細粉粉)150200kg/m3，G:900950kg/m3，S:750800kg/m3。u采用采用聚羧酸聚羧酸高效減水劑或高效減水劑或氨基磺酸氨基磺酸高效減水劑高效減水劑。uHS-HPC 用于鋼筋混凝土結構還需要摻入體積含量用于鋼筋混凝土結構還需要摻入體積含量2.02.5的的纖維纖維，如聚丙烯纖維、鋼纖維等。，如聚丙烯纖維、鋼纖維等。鋼纖維鋼纖維一、高強高性能混凝土一、高強高性能混凝土4、高強高性能混凝土主要技術特點、高強高性能混凝土主要技術特點（2）主要性能要求）主要性能要求1）工作性工作性：新拌：新拌HS-HPC 混凝土的工作性直接影響該混凝土混凝土的工作性直

5、接影響該混凝土的施工性能。的施工性能。其特點：粘度大，流動性慢，不利于超高泵送其特點：粘度大，流動性慢，不利于超高泵送施工。施工?；炷涟韬衔锏募夹g指標主要是坍落度、擴展度和倒混凝土拌合物的技術指標主要是坍落度、擴展度和倒筒時間：筒時間：坍落度坍落度240mm，擴展度擴展度600mm，倒筒時間倒筒時間10s，同時不得有離析泌水現(xiàn)象。同時不得有離析泌水現(xiàn)象。2）配制設計強度：配制設計強度： fcu,o = 1.15 fcu,k3）耐久性耐久性：因其內(nèi)部結構密實，孔結構更加合理，耐久性可：因其內(nèi)部結構密實，孔結構更加合理，耐久性可以免檢。以免檢?；炷涟韬衔餀z測混凝土拌合物檢測5、高強高性能混凝土

6、施工要求、高強高性能混凝土施工要求一、高強高性能混凝土一、高強高性能混凝土1）拌拌 制制 HS-HPC混凝土必須采用混凝土必須采用強制式攪拌機強制式攪拌機拌制；原材料計量拌制；原材料計量應準確，應嚴格按設計應準確，應嚴格按設計配合比配合比稱量，其允許偏差應符合下列稱量，其允許偏差應符合下列規(guī)定（應采用自動計量裝置按重量計）：規(guī)定（應采用自動計量裝置按重量計）：膠凝材料膠凝材料（水泥微細粉等）（水泥微細粉等）1%；化學外加劑化學外加劑（高效減水劑或其他化學添加劑）（高效減水劑或其他化學添加劑）1%；粗細骨料粗細骨料2%；拌合用水拌合用水1%。 應嚴格測定粗、細骨料的應嚴格測定粗、細骨料的含水率含

7、水率，宜每班抽測，宜每班抽測2 2次。使用露次。使用露天堆放骨料時，應隨時根據(jù)其含水量變化調(diào)整施工配合比。天堆放骨料時，應隨時根據(jù)其含水量變化調(diào)整施工配合比。5、高強高性能混凝土施工要求、高強高性能混凝土施工要求一、高強高性能混凝土一、高強高性能混凝土2）運）運 輸輸混凝土從攪拌結束到施工現(xiàn)場使用不宜超過混凝土從攪拌結束到施工現(xiàn)場使用不宜超過120min；應使用攪拌運輸車運送，裝料前應將筒內(nèi)的積水排凈。在運應使用攪拌運輸車運送，裝料前應將筒內(nèi)的積水排凈。在運輸過程中，嚴禁添加輸過程中，嚴禁添加計量外計量外用水。用水。當混凝土運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場時，應抽檢坍落度。當混凝土運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場時，應抽檢坍落度

8、。2）澆）澆 筑筑混凝土的澆筑應采用混凝土的澆筑應采用泵送泵送施工，施工，高頻振搗器高頻振搗器振動成型。振動成型。澆筑時，振搗器應垂直點振，不得平拉；當混凝土拌合物的澆筑時，振搗器應垂直點振，不得平拉；當混凝土拌合物的坍落度低于坍落度低于120mm時，應加密振點分布，時，應加密振點分布，不得漏振不得漏振。應特別注意應特別注意二次振搗二次振搗和二次振搗的時機，確保有效地消除塑和二次振搗的時機，確保有效地消除塑性階段產(chǎn)生的沉縮和表面收縮裂縫。性階段產(chǎn)生的沉縮和表面收縮裂縫。5、高強高性能混凝土施工要求、高強高性能混凝土施工要求一、高強高性能混凝土一、高強高性能混凝土4）養(yǎng)）養(yǎng) 護護混凝土必須加強混

9、凝土必須加強保濕養(yǎng)護保濕養(yǎng)護，特別是底板、樓面板等大面積混，特別是底板、樓面板等大面積混凝土澆注后，應立即用塑料薄膜嚴密覆蓋。凝土澆注后，應立即用塑料薄膜嚴密覆蓋。二次振搗和壓抹表面時，可卷起覆蓋物操作，然后及時覆蓋，二次振搗和壓抹表面時，可卷起覆蓋物操作，然后及時覆蓋，混凝土終凝后可用混凝土終凝后可用水養(yǎng)護水養(yǎng)護。采用水養(yǎng)護時，水的溫度應與混凝土的溫度相適應，避免因采用水養(yǎng)護時，水的溫度應與混凝土的溫度相適應，避免因溫差溫差過大而混凝土出現(xiàn)裂縫。過大而混凝土出現(xiàn)裂縫。保濕養(yǎng)護期不應少于保濕養(yǎng)護期不應少于14d。當混凝土中膠凝材料用量較大時，應采取覆蓋保溫養(yǎng)護措施。當混凝土中膠凝材料用量較大時

10、，應采取覆蓋保溫養(yǎng)護措施。并應采取措施確?；炷羶?nèi)外溫差不超過并應采取措施確?；炷羶?nèi)外溫差不超過25。 二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土1、超高泵送混凝土技術、超高泵送混凝土技術超高泵送混凝土技術一般是指泵送高度超過超高泵送混凝土技術一般是指泵送高度超過200m的現(xiàn)代混的現(xiàn)代混凝土泵送技術。凝土泵送技術。近年來，隨著經(jīng)濟和社會發(fā)展，泵送高度超過近年來，隨著經(jīng)濟和社會發(fā)展，泵送高度超過300m的建筑的建筑工程越來越多，因而超高泵送混凝土技術已成為超高層建筑工程越來越多，因而超高泵送混凝土技術已成為超高層建筑施工中的關鍵技術之一。施工中的關鍵技術之一。超高泵送混凝土技術是一項綜合技術，包含：

11、超高泵送混凝土技術是一項綜合技術，包含：混凝土制備技術混凝土制備技術泵送參數(shù)計算泵送參數(shù)計算泵送機械選定與調(diào)試泵送機械選定與調(diào)試泵管布設和過程控制泵管布設和過程控制二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土1、超高泵送混凝土技術、超高泵送混凝土技術“廣州塔廣州塔” ：高高600米，由米，由454m的主塔體和的主塔體和156m的天線桅的天線桅桿構成。桿構成。C80混凝土泵送高度達混凝土泵送高度達到到448米米。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土1、超高泵送混凝土技術、超高泵送混凝土技術上海環(huán)球金融中心上海環(huán)球金融中心 采用三一重工的采用三一重工的HBT90CH超高超高壓拖泵將混凝土一次泵送至壓拖泵將

12、混凝土一次泵送至492米米的的施工高度，為目前創(chuàng)下的單泵垂直施工高度，為目前創(chuàng)下的單泵垂直泵送高度的泵送高度的世界紀錄世界紀錄。2008年年12月月16日，廣州國際金融中心（珠江新城西塔）日，廣州國際金融中心（珠江新城西塔）C100混混凝土被送上高度凝土被送上高度437.5m的作業(yè)平臺，刷新了超高性能混凝土泵送的作業(yè)平臺，刷新了超高性能混凝土泵送高度的高度的世界紀錄世界紀錄。每層要求輸送。每層要求輸送800m3，需要混凝土泵的輸送能，需要混凝土泵的輸送能力達力達90m3/h以上。以上。該工程泵送該工程泵送（C80/C90/C100）混凝土要求混凝土泵的出口壓力混凝土要求混凝土泵的出口壓力達到達

13、到29MPa以上；采用的中聯(lián)重科以上；采用的中聯(lián)重科HBT110.40.572RS型超高壓混型超高壓混凝土泵，出口壓力可達凝土泵，出口壓力可達40MPa。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土1、超高泵送混凝土技術、超高泵送混凝土技術（1）原材料的選擇）原材料的選擇水泥水泥：C2S的含量的含量高高（4070）、）、C3A含量含量低低，對于提高混凝，對于提高混凝土的土的流動性流動性和減少和減少塌落度損失塌落度損失有顯著的效果；有顯著的效果；粗骨料：粗骨料：選用連續(xù)選用連續(xù)級配級配，控制針片狀含量，最大，控制針片狀含量，最大粒徑粒徑與泵送管與泵送管徑比徑比1 5；細骨料：細骨料：選用選用中砂中砂。細

14、砂會使混凝土變得干澀，而粗砂容易使。細砂會使混凝土變得干澀，而粗砂容易使混凝土離析；混凝土離析；礦物摻合料：礦物摻合料：如礦粉、硅粉和一級粉煤灰（如礦粉、硅粉和一級粉煤灰（C類：類：CaO含量含量10%，F(xiàn)類：類：CaO含量含量10%）等，可使混凝土獲得良好的）等，可使混凝土獲得良好的工作性工作性；外加劑：外加劑：應優(yōu)先選用應優(yōu)先選用減水率高減水率高、保塑時間長保塑時間長的聚羧酸型泵送劑，的聚羧酸型泵送劑，泵送劑應與水泥和摻合料有良好的相容性。泵送劑應與水泥和摻合料有良好的相容性。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土2. 泵送混凝土的制備及性能要求泵送混凝土的制備及性能要求（2）混凝土的制備）

15、混凝土的制備水泥與外加劑的水泥與外加劑的適應性試驗適應性試驗確定礦物摻合料雙摻比例確定礦物摻合料雙摻比例 “疊加疊加效應效應”確定摻合料的確定摻合料的替代摻量替代摻量調(diào)整外加劑性能、砂率、粉調(diào)整外加劑性能、砂率、粉體含量，進一步降低混凝土和易性尤其是粘度的體含量，進一步降低混凝土和易性尤其是粘度的經(jīng)時變化率經(jīng)時變化率確定幾組確定幾組試驗室配合比試驗室配合比根據(jù)根據(jù)現(xiàn)場實際現(xiàn)場實際泵送高度變化（混凝土泵送高度變化（混凝土性能泵送損失）情況，采用性能泵送損失）情況，采用不同不同的配合比的配合比進行生產(chǎn)進行生產(chǎn)施工。施工。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土2. 泵送混凝土的制備及性能要求泵送混凝土

16、的制備及性能要求（3）性能要求）性能要求基本要求：基本要求：塑性大、和易性好塑性大、和易性好可泵性要求：可泵性要求：壓送阻力減少、防止離析壓送阻力減少、防止離析常規(guī)泵送的可泵性：常規(guī)泵送的可泵性：坍落度、壓力泌水率兩個指標描述，前者坍落度、壓力泌水率兩個指標描述，前者反映拌合物的流動性，后者主要反映拌合物的穩(wěn)定性與保水性。反映拌合物的流動性，后者主要反映拌合物的穩(wěn)定性與保水性。超高泵送的可泵性：超高泵送的可泵性：以坍落度為基礎，輔以擴展度和其他指標。以坍落度為基礎，輔以擴展度和其他指標。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土2. 泵送混凝土的制備及性能要求泵送混凝土的制備及性能要求（1）泵送設備

17、的選擇）泵送設備的選擇混凝土泵送能力：混凝土泵送能力：克服混凝土和管內(nèi)壁之間的摩擦力和混凝土克服混凝土和管內(nèi)壁之間的摩擦力和混凝土重力（垂直泵送大約重力（垂直泵送大約23kPa/m的升力），還應有一定的儲備。的升力），還應有一定的儲備。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土3. 泵送設備的選擇和泵管的布設泵送設備的選擇和泵管的布設混凝土泵的實際平均輸出量：混凝土泵的實際平均輸出量： Q1 1 Qmax Qmax 混凝土泵的最大混凝土泵的最大理論理論輸出量（輸出量（m3/h）；）； 1 配管條件系數(shù)，為配管條件系數(shù)，為0.80.9； 泵送作業(yè)效率，可取泵送作業(yè)效率，可取0.50.7；（1）泵送設備

18、的選擇）泵送設備的選擇二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土3. 泵送設備的選擇和泵管的布設泵送設備的選擇和泵管的布設混凝土泵的配備數(shù)量：混凝土泵的配備數(shù)量： N2 混凝土泵臺數(shù)（計算結果進位取整）；混凝土泵臺數(shù)（計算結果進位取整）；Q 混凝土混凝土澆筑體積量澆筑體積量（m3）；）；Q1 混凝土泵混凝土泵實際平均實際平均輸出量（輸出量（m3/h）；）；T0 混凝土泵混凝土泵計劃施工作業(yè)時間計劃施工作業(yè)時間（h）；）；012TQQNPmax 混凝土泵送最大阻力（混凝土泵送最大阻力（MPa）；）；PH 混凝土在水平輸送管內(nèi)流混凝土在水平輸送管內(nèi)流動每米動每米產(chǎn)生的壓力損失（產(chǎn)生的壓力損失（Pa/m）

19、L 混凝土輸送管累計水平換算距離（混凝土輸送管累計水平換算距離（m）；查表）；查表Pf 混凝土泵送系統(tǒng)附件及泵體內(nèi)部壓力損失；查表混凝土泵送系統(tǒng)附件及泵體內(nèi)部壓力損失；查表二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土f6Hmax10PLPP混凝土最大泵送阻力：混凝土最大泵送阻力：（1）泵送設備的選擇）泵送設備的選擇3. 泵送設備的選擇和泵管的布設泵送設備的選擇和泵管的布設混凝土泵的額定工作壓力應大于混凝土泵的額定工作壓力應大于Pmax。K1 粘著系數(shù)（粘著系數(shù)（Pa）：）： K1 300S1 ；K2 速度系數(shù)（速度系數(shù)（Pam/s）：）： K2 400S1 ；S1 混凝土坍落度（混凝土坍落度（cm）；

20、）；r輸送管半徑（輸送管半徑（m）；）； v2 混凝土拌合物在輸送管內(nèi)的平均流速（混凝土拌合物在輸送管內(nèi)的平均流速（m/s）；）； t2/t1 分配閥切換時間與活塞推動時間之比，取分配閥切換時間與活塞推動時間之比，取0.3； a2 徑向壓力與軸向壓力比，普通混凝土取徑向壓力與軸向壓力比，普通混凝土取0.9。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土221221H12vttKKrP（1）泵送設備的選擇）泵送設備的選擇3. 泵送設備的選擇和泵管的布設泵送設備的選擇和泵管的布設f6Hmax10PLPP混凝土最大泵送阻力：混凝土最大泵送阻力：其中：其中：重視坍落度重視坍落度變化變化Pe 混凝土泵混凝土泵額定

21、工作額定工作壓力（壓力（MPa）；）；二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土（1）泵送設備的選擇）泵送設備的選擇3. 泵送設備的選擇和泵管的布設泵送設備的選擇和泵管的布設混凝土泵的最大水平輸送距離混凝土泵的最大水平輸送距離（m）：6Hfemax10PPPL混凝土輸送管累計水平換算距離混凝土輸送管累計水平換算距離L應滿足：應滿足： L Lmax（2）泵管的布設）泵管的布設少用彎管少用彎管、變徑管、變徑管、軟管軟管，盡可能縮短盡可能縮短管道長度。管道長度。彎管彎管：彎頭彎頭張角張角90時阻力相當于時阻力相當于912m水平管；水平管；變徑管：變徑管：每根阻力相當于每根阻力相當于416m水平管；水平管；

22、軟管軟管：每米阻力相當于每米阻力相當于46m水平管；水平管；超高泵送超高泵送測試測試中，管道內(nèi)壓力可達到中，管道內(nèi)壓力可達到22MPa（甚至更高甚至更高），環(huán)向環(huán)向?qū)a(chǎn)生將產(chǎn)生27t的拉的拉力，必須采用力，必須采用耐超高壓耐超高壓的管道系統(tǒng)。在的管道系統(tǒng)。在連連接與密封方式接與密封方式上也要采取與常規(guī)方法不同上也要采取與常規(guī)方法不同的措施：的措施：采用強度級別高的螺桿進行管道連接；采用強度級別高的螺桿進行管道連接；采用帶骨架的超高壓混凝土密封圈。采用帶骨架的超高壓混凝土密封圈。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土超高壓泵管超高壓泵管3. 泵送設備的選擇和泵管的布設泵送設備的選擇和泵管的布設管徑

23、對泵送施工的影響：管徑對泵送施工的影響：管徑越小管徑越小，則輸送阻力越大則輸送阻力越大；管徑過大管徑過大，其抗爆能力變差，混凝土在管道內(nèi)流速變慢、其抗爆能力變差，混凝土在管道內(nèi)流速變慢、停留時間過長，停留時間過長，也也影響混凝土的性能。影響混凝土的性能。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土3. 泵送設備的選擇和泵管的布設泵送設備的選擇和泵管的布設（2）泵管的布設）泵管的布設泵送施工前泵送施工前：應先采用合適的砂漿或水泥漿對泵送管道進行應先采用合適的砂漿或水泥漿對泵送管道進行充分充分潤滑潤滑，確保，確保管壁管壁之間由一層砂漿或水泥漿分開。之間由一層砂漿或水泥漿分開。泵送泵送操作操作：先泵送先泵送

24、潤泵潤泵水，再泵送一料斗水泥漿，然后再泵水，再泵送一料斗水泥漿，然后再泵送一料斗濃度高一些的水泥漿，最后再放入同配合比砂漿進行送一料斗濃度高一些的水泥漿，最后再放入同配合比砂漿進行泵送。泵送。泵送過程中泵送過程中：要保證混凝土供應的要保證混凝土供應的連續(xù)性連續(xù)性。因混凝土泵送壓。因混凝土泵送壓力較大，力較大，需需定期檢查定期檢查泵管壁厚泵管壁厚和泵送過程中的和泵送過程中的安全管理安全管理工作。工作。易炸管部位：易炸管部位：錐管、彎管和軟管。錐管、彎管和軟管。必要的防范：必要的防范：泵車前的錐管、彎管及接頭必須用編制袋進行泵車前的錐管、彎管及接頭必須用編制袋進行覆蓋覆蓋，防止炸裂時混凝土噴出傷人。，防止炸裂時混凝土噴出傷人。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土4