如何提高建筑材料的綜合性能

第十四屆混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土學(xué)術(shù)會議

匯報

大會主題發(fā)展綠色技術(shù)建設(shè)節(jié)約結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容提高材料的綜合性能提高設(shè)計水平大力重視混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性已有結(jié)構(gòu)的利用和改造提高施工水平再生利用廢料一、提高結(jié)構(gòu)材料的強度和綜合性能1主要問題年消耗量巨大水泥2004年8.62億噸2005年9.7億噸2006年13億噸2007年15億噸占全世界40%混凝土約20億立米鋼筋用量大于8000萬噸占全球30%資源消耗，能源消耗，環(huán)境破壞2高性能混凝土的應(yīng)用綠色高性能混凝土的特征最早提出綠色高性能混凝土（GHPC）概念的是吳中偉教授⑴節(jié)約資源、能源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。⑵有利于環(huán)境保護(hù)，減少CO2、粉塵的排放，減輕大氣溫室效應(yīng)。⑶混凝土耐久性能優(yōu)越，提高建筑物的使用年限，減少直接或間接的維護(hù)費用。⑷組成混凝土的原材料放射性核素比活度滿足要求，游離甲醛、釋放氨含量應(yīng)盡可能的低，滿足對公共及民用建筑舒適、健康、安全的需要。⑸減少燒結(jié)熟料用量，大量利用粉煤灰、粒化高爐礦渣粉等工業(yè)廢料。

3高強鋼筋的應(yīng)用高強高性能混凝土定義：高強高性能混凝土指采用常規(guī)施工手段，強度等級在C50以上（公路橋梁）或C60以上（建筑等工程），具有高耐久性、高體積穩(wěn)定性和高工作性的混凝土。強度等級定在C50或C60是目前的橋梁設(shè)計規(guī)范和建筑設(shè)計規(guī)范所確定的等級。目前比較一致的看法是定位在60MPa左右。高耐久性和高體積穩(wěn)定性要針對具體的工程特點和環(huán)境特點，由設(shè)計提出具體的耐久性指標(biāo)。高工作性要針對工程特點，結(jié)合施工條件，在設(shè)計階段就要提出要求。我國高強高性能混凝土主要研究項目“七五”重點項目“高強混凝土結(jié)構(gòu)性能、設(shè)計方法及施工工藝的研究”；“八五”重點項目“高強與高性能混凝土材料的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性態(tài)研究”；國家“九五”攻關(guān)項目“高性能混凝土的綜合研究和應(yīng)用”；國家“十五”科技攻關(guān)項目“新型高性能混凝土及混凝土耐久性的研究與應(yīng)用”；國家“863”計劃項目“高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)的研究與開發(fā)”；“十五”科技部項目“綠色高性能混凝土關(guān)鍵技術(shù)研究”；國家“十一五”重點項目“高強高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)研究”。此外，還有大量的針對工程的科研項目。深圳金潤大廈1、在國內(nèi)第一次用C80級混凝土直接作梁、板結(jié)構(gòu)；2、國內(nèi)第一次不用硅灰，僅用粉煤灰作為摻合料生產(chǎn)供工程使用的C80級高強混凝土；3、所配制的C80能混凝土在工程中使用時無粘稠感，泵壓正常、流動性好、施工方便。4、C80級高強混凝土剪力墻做到基本無裂紋。5、混凝土具有近20Mpa的強度富余，實際已經(jīng)達(dá)到了C90或C95的效果，證明這種混凝土的潛力還很大，經(jīng)受得了現(xiàn)場一般條件變異的影響。6、C80級混凝土的合同報價僅650元/M3為全國最低。深圳會展中心1、單體建筑工程混凝土供應(yīng)量第一，整個工程共用混凝土42萬立方米；2、單個構(gòu)件混凝土體積第一；三個基礎(chǔ)（每個基礎(chǔ)長540mm，寬30m，最大厚度為10m），魚腹式預(yù)應(yīng)力大梁的高度和長度，也為同類結(jié)構(gòu)的本市之最。3、單日混凝土供應(yīng)量創(chuàng)深圳第一。4、在深圳市第一次建成攪拌過程中加冰屑的生產(chǎn)線沈陽福林林大廈建筑面積積80000m2地下2層層地上32層1~6層層設(shè)計為為C90鋼管混混凝土疊疊合柱現(xiàn)場試件件28天天抗壓強強度平均均值116MPa驗收評定定達(dá)到C100建筑面積積24000m2地下2層層地上27層負(fù)2層至至地上5層設(shè)計計為C100級級鋼管混混凝土疊疊合柱混凝土強強度最大大值124.2MPa評定結(jié)結(jié)果已達(dá)達(dá)到C110級級沈陽遠(yuǎn)吉吉大廈（（正施工工）壩陵河大大橋采用用雙塔單單跨鋼桁桁架懸索索橋方案案。索塔塔為兩道道橫梁門門式混凝凝土塔。。目前壩陵陵河大橋橋為國內(nèi)內(nèi)最大跨跨徑的鋼鋼桁架懸懸索橋。。貴州壩壩陵河大大橋標(biāo)高高100m以上上結(jié)構(gòu)采采用C50泵送送混凝土土。混凝凝土拌和和物性能能要求：：能夠滿滿足泵送送200米以上上的要求求。貴州天然然河砂缺缺乏，目目前配制制混凝土土常常使使用機制制砂。機制砂用用于混凝凝土，具具有特殊殊性。與河砂配配制的混混凝土進(jìn)進(jìn)行收縮縮對比試試驗，達(dá)達(dá)到或接接近河砂砂混凝土土變形性性能。耐久性基基本要求求：最大大氯離子子含量0.06%，最最大堿含含量控制制在1.8kg/m3。貴州壩陵陵河大橋橋二、提高高設(shè)計水水平發(fā)展預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)空心結(jié)構(gòu)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件件和疊合合構(gòu)件鋼－混組組合結(jié)構(gòu)構(gòu)56根格格構(gòu)柱和和857根曲線線環(huán)梁預(yù)預(yù)制拼裝裝實腹柱重重量大，，吊裝困困難，采采用格構(gòu)構(gòu)式方案案，重量量降為實實腹柱的的58.2%，，便于施施工綿陽孵化化中心央視電視視文化中中心央視新址址電視文文化中心心工程位位于北京京東三環(huán)環(huán)中路30號，，地處CBD核核心地區(qū)區(qū)。工程（TVCC）建筑筑面積103648m2，由酒店店主樓和和裙房組組成。地地下2層層，裙樓樓5層，，主樓34層，，建筑檐檐高159米。。結(jié)構(gòu)共涉涉及型鋼鋼混凝土土結(jié)構(gòu)、、鋼筋混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)、鋼鋼結(jié)構(gòu)、、網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)四種種結(jié)構(gòu)類類型。采用(C60)自密實實混凝土土替代普普通混凝凝土預(yù)應(yīng)力平平面張弦弦結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力雙雙向張弦弦結(jié)構(gòu)奧運乒乓乓球館92.4m跨度度平面雙雙弦結(jié)構(gòu)構(gòu)奧體中心心訓(xùn)練館館43m跨跨平面雙雙弦結(jié)構(gòu)構(gòu)國家體育育館114m×144.5m跨跨度雙向向張弦結(jié)結(jié)構(gòu)，目目前是世世界上跨跨度最大大的。其其兩方向向跨度比比1.27，短短向高跨跨比0.092，長向向高跨比比0.073三、重視視混凝土土結(jié)構(gòu)的的耐久性性結(jié)構(gòu)耐久久性的重重要性提倡全成本核核算耐久性設(shè)計加強使用維護(hù)護(hù)和管理在馬來西亞檳檳城二橋工程程上的應(yīng)用研研究1、工程簡介介馬來西亞檳城城第二跨海大大橋是中馬兩兩國政府間合合作的EPC項目，建設(shè)設(shè)規(guī)模巨大。。投資約100億元人民民幣。主橋采用預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土連連續(xù)剛構(gòu)方案案。采用單箱單室室分幅斷面，，箱梁采用直直腹板。采用用預(yù)應(yīng)力混凝凝土。主墩采用矩形形雙薄壁墩，，采用C55混凝土；；基礎(chǔ)為整體體式矩形承臺臺，采用C40混凝土土。本工程設(shè)計嚴(yán)嚴(yán)格執(zhí)行英國國設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)體體系。本工程由中國國港灣工程有有限公司總承承包，中交公公路規(guī)劃設(shè)計計院設(shè)計，中中國建筑科學(xué)學(xué)研究院負(fù)責(zé)責(zé)結(jié)構(gòu)耐久性性專題論證。。檳城二橋結(jié)構(gòu)構(gòu)耐久性設(shè)計計內(nèi)容分析結(jié)構(gòu)的設(shè)設(shè)計使用年限限、環(huán)境類別別及其作用等等級；選用有利于減減輕環(huán)境作用用的結(jié)構(gòu)類型型、布置和構(gòu)構(gòu)造；確定混凝土材材料與鋼筋的的耐久性質(zhì)量量要求；根據(jù)耐久性要要求確定混凝凝土保護(hù)層厚厚度；混凝土裂縫控控制要求；提出防水、排排水等構(gòu)造措措施；嚴(yán)酷環(huán)境作用用下合理采取取防腐蝕附加加措施或多重重防護(hù)策略；；提出耐久性需需要的施工養(yǎng)養(yǎng)護(hù)與質(zhì)量驗驗收要求；提出結(jié)構(gòu)使用用階段的維護(hù)護(hù)與檢測要求求。最低水膠比和和最小膠凝材材料用量結(jié)構(gòu)混凝土所處的環(huán)境條件結(jié)構(gòu)部位強度等級最大水膠比最小膠凝材料用量（kg/m3）大氣區(qū)箱梁等上部結(jié)構(gòu)C550.35380浪濺區(qū)承臺、橋墩承臺 C40墩身 C55主橋墩身 C40引橋支座墊石C400.35420水位變動區(qū)承臺、橋墩0.35420水下區(qū)樁基礎(chǔ)、承臺0.38360硬化混凝土耐耐久性指標(biāo)部位強度等級氯離子擴散系數(shù)10-12電通量（C）備注鋼樁填芯C353.01500水下區(qū)承臺C402.51200浪濺區(qū)墩身C551.51000浪濺區(qū)、現(xiàn)澆墩身C401.51000浪濺區(qū)、現(xiàn)澆支座墊石C401.51000大氣區(qū)箱梁C551.51000大氣區(qū)混凝土名義保保護(hù)層厚度部位強度等級保護(hù)層厚度鉆孔樁C4075PHC樁C8060承臺C4075（底面）、65墩身C40、C5565橋臺C4075（底面）、65箱梁C5540（底面）、35防撞護(hù)欄C4050其它耐久性措措施外防護(hù)措施－－根據(jù)不同部部位，分別采采用硅烷浸漬漬、環(huán)氧涂層層、噴涂有機機成膜養(yǎng)護(hù)劑劑裂縫控制防水和排水要要求可檢修修性和和可維維護(hù)性性設(shè)計計監(jiān)測措措施四、已已有結(jié)結(jié)構(gòu)的的利用用和改改造對超期期服役役結(jié)構(gòu)構(gòu)的利利用對已有有結(jié)構(gòu)構(gòu)的改改造對損傷傷結(jié)構(gòu)構(gòu)的加加固行業(yè)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)型的的趨勢勢（HPF－－高性性能復(fù)復(fù)合砂砂漿鋼鋼筋網(wǎng)網(wǎng)、鋼鋼膠線線網(wǎng)、、FRP－－纖維維增強強符合合材料料、CFRP－－碳纖纖維、、BFRP－玄玄武巖巖纖維維、GFRP－－玻璃璃纖維維等））曉峰橋?qū)崒嵕皶苑鍢蚣蛹庸糖傲毫焊沽芽p縫分布香港VSL公司司預(yù)應(yīng)力力CFRP固定定端錨具具加固材料料是帶FRP錨錨頭的CFRP板CarboDurS624由由Sika公公司生產(chǎn)產(chǎn)，長18.486m。預(yù)應(yīng)應(yīng)力設(shè)備備由VSL香港港公司提提供。香港VSL公司司預(yù)應(yīng)力力CFRP張拉拉端設(shè)備備外觀變截面處處轉(zhuǎn)向器器(有有粘結(jié)預(yù)預(yù)應(yīng)力加加固時)變截面處處轉(zhuǎn)向器器(無無粘結(jié)預(yù)預(yù)應(yīng)力加加固時)五、提高高施工水水平粗放型施施工的浪浪費提倡清水水混凝土土結(jié)構(gòu)提倡混凝凝土的工工廠化生生產(chǎn)