混凝土工程新技术.ppt

1、混凝土工程新技术,一、 高强高性能混凝土 二、 超高泵送混凝土,一、高强高性能混凝土,1、高强高性能混凝土（HS-HPC） 高强高性能混凝土强度等级超过C80的混凝土。 特点是比高性能混凝土（HPC）具有更高的强度和耐久性，并且工作性良好，能够适应于超高层泵送。,一、高强高性能混凝土,我国目前的相关技术标准：主要有中国工程建设标准化协会标准：高性能混凝土应用技术规程CECS207：2006，以及高强混凝土结构技术规程CECS104：99，但也仅限于C80以内的混凝土。,2、我国高强高性能混凝土情况 近几年，我国已大量应用C80以上的高强高性能混凝土，例如2009年竣工的广州珠江新城西塔工程为4

2、32m，采用C100；深圳京基中心高度为411m，采用120MPa的混凝土。 德国混凝土结构设计规范：达到C110级 挪威混凝土结构设计规范：达到C105级,一、高强高性能混凝土,3、高强高性能混凝土存在的不足 脆性问题目前尚未完全解决； 改善途径主要通过掺入纤维来调整，以增加韧性，降低开裂。,一、高强高性能混凝土,4、高强高性能混凝土主要技术特点,（1）基本材料要求 HS-HPC 的水胶比28，W 200kg/m3；F+C:650700kg/m3；其中：C:450500kg/m3，F(硅粉及矿物微细粉)150200kg/m3，G:900950kg/m3，S:750800kg/m3。 采用聚羧

3、酸高效减水剂或氨基磺酸高效减水剂。 HS-HPC 用于钢筋混凝土结构还需要掺入体积含量2.02.5的纤维，如聚丙烯纤维、钢纤维等。,钢纤维,一、高强高性能混凝土,4、高强高性能混凝土主要技术特点,（2）主要性能要求 1）工作性：新拌HS-HPC 混凝土的工作性直接影响该混凝土的施工性能。其特点：粘度大，流动性慢，不利于超高泵送施工。混凝土拌合物的技术指标主要是坍落度、扩展度和倒筒时间：坍落度240mm，扩展度600mm，倒筒时间10s，同时不得有离析泌水现象。 2）配制设计强度： fcu,o = 1.15 fcu,k 3）耐久性：因其内部结构密实，孔结构更加合理，耐久性可以免检。,混凝土拌合物

4、检测,5、高强高性能混凝土施工要求,一、高强高性能混凝土,1）拌 制 HS-HPC混凝土必须采用强制式搅拌机拌制；原材料计量应准确，应严格按设计配合比称量，其允许偏差应符合下列规定（应采用自动计量装置按重量计）： 胶凝材料（水泥微细粉等）1%； 化学外加剂（高效减水剂或其他化学添加剂）1%； 粗细骨料2%； 拌合用水1%。 应严格测定粗、细骨料的含水率，宜每班抽测2次。使用露天堆放骨料时，应随时根据其含水量变化调整施工配合比。,5、高强高性能混凝土施工要求,一、高强高性能混凝土,2）运 输 混凝土从搅拌结束到施工现场使用不宜超过120min； 应使用搅拌运输车运送，装料前应将筒内的积水排净。在

5、运输过程中，严禁添加计量外用水。 当混凝土运输到施工现场时，应抽检坍落度。,2）浇 筑 混凝土的浇筑应采用泵送施工，高频振捣器振动成型。 浇筑时，振捣器应垂直点振，不得平拉；当混凝土拌合物的坍落度低于120mm时，应加密振点分布，不得漏振。 应特别注意二次振捣和二次振捣的时机，确保有效地消除塑性阶段产生的沉缩和表面收缩裂缝。,5、高强高性能混凝土施工要求,一、高强高性能混凝土,4）养 护 混凝土必须加强保湿养护，特别是底板、楼面板等大面积混凝土浇注后，应立即用塑料薄膜严密覆盖。 二次振捣和压抹表面时，可卷起覆盖物操作，然后及时覆盖，混凝土终凝后可用水养护。 采用水养护时，水的温度应与混凝土的温

6、度相适应，避免因温差过大而混凝土出现裂缝。 保湿养护期不应少于14d。 当混凝土中胶凝材料用量较大时，应采取覆盖保温养护措施。并应采取措施确保混凝土内外温差不超过25。,二、超高泵送混凝土,1、超高泵送混凝土技术,超高泵送混凝土技术一般是指泵送高度超过200m的现代混凝土泵送技术。 近年来，随着经济和社会发展，泵送高度超过300m的建筑工程越来越多，因而超高泵送混凝土技术已成为超高层建筑施工中的关键技术之一。 超高泵送混凝土技术是一项综合技术，包含： 混凝土制备技术 泵送参数计算 泵送机械选定与调试 泵管布设和过程控制,二、超高泵送混凝土,1、超高泵送混凝土技术,“广州塔” ：高600米，由4

7、54m的主塔体和156m的天线桅杆构成。C80混凝土泵送高度达到448米。,二、超高泵送混凝土,1、超高泵送混凝土技术,上海环球金融中心,采用三一重工的HBT90CH超高压拖泵将混凝土一次泵送至492米的施工高度，为目前创下的单泵垂直泵送高度的世界纪录。,2008年12月16日，广州国际金融中心（珠江新城西塔）C100混凝土被送上高度437.5m的作业平台，刷新了超高性能混凝土泵送高度的世界纪录。每层要求输送800m3，需要混凝土泵的输送能力达90m3/h以上。 该工程泵送（C80/C90/C100）混凝土要求混凝土泵的出口压力达到29MPa以上；采用的中联重科HBT110.40.572RS型

8、超高压混凝土泵，出口压力可达40MPa。,二、超高泵送混凝土,1、超高泵送混凝土技术,（1）原材料的选择 水泥：C2S的含量高（4070）、C3A含量低，对于提高混凝土的流动性和减少塌落度损失有显著的效果； 粗骨料：选用连续级配，控制针片状含量，最大粒径与泵送管径比15； 细骨料：选用中砂。细砂会使混凝土变得干涩，而粗砂容易使混凝土离析； 矿物掺合料：如矿粉、硅粉和一级粉煤灰（C类：CaO含量10%，F类：CaO含量10%）等，可使混凝土获得良好的工作性； 外加剂：应优先选用减水率高、保塑时间长的聚羧酸型泵送剂，泵送剂应与水泥和掺合料有良好的相容性。,二、超高泵送混凝土,2. 泵送混凝土的制备

9、及性能要求,（2）混凝土的制备 水泥与外加剂的适应性试验确定矿物掺合料双掺比例 “叠加效应”确定掺合料的替代掺量调整外加剂性能、砂率、粉体含量，进一步降低混凝土和易性尤其是粘度的经时变化率确定几组试验室配合比根据现场实际泵送高度变化（混凝土性能泵送损失）情况，采用不同的配合比进行生产施工。,二、超高泵送混凝土,2. 泵送混凝土的制备及性能要求,（3）性能要求 基本要求：塑性大、和易性好 可泵性要求：压送阻力减少、防止离析 常规泵送的可泵性：坍落度、压力泌水率两个指标描述，前者反映拌合物的流动性，后者主要反映拌合物的稳定性与保水性。 超高泵送的可泵性：以坍落度为基础，辅以扩展度和其他指标。,二、

10、超高泵送混凝土,2. 泵送混凝土的制备及性能要求,（1）泵送设备的选择 混凝土泵送能力：克服混凝土和管内壁之间的摩擦力和混凝土重力（垂直泵送大约23kPa/m的升力），还应有一定的储备。,二、超高泵送混凝土,3. 泵送设备的选择和泵管的布设,混凝土泵的实际平均输出量： Q1 1 Qmax Qmax 混凝土泵的最大理论输出量（m3/h）； 1 配管条件系数，为0.80.9； 泵送作业效率，可取0.50.7；,（1）泵送设备的选择,二、超高泵送混凝土,3. 泵送设备的选择和泵管的布设,混凝土泵的配备数量： N2 混凝土泵台数（计算结果进位取整）； Q 混凝土浇筑体积量（m3）； Q1 混凝土泵实际

11、平均输出量（m3/h）； T0 混凝土泵计划施工作业时间（h）；,Pmax 混凝土泵送最大阻力（MPa）； PH 混凝土在水平输送管内流动每米产生的压力损失（Pa/m） L 混凝土输送管累计水平换算距离（m）；查表 Pf 混凝土泵送系统附件及泵体内部压力损失；查表,二、超高泵送混凝土,混凝土最大泵送阻力：,（1）泵送设备的选择,3. 泵送设备的选择和泵管的布设,混凝土泵的额定工作压力应大于Pmax。,K1 粘着系数（Pa）： K1 300S1 ； K2 速度系数（Pam/s）： K2 400S1 ； S1 混凝土坍落度（cm）；r输送管半径（m）； v2 混凝土拌合物在输送管内的平均流速（m/

12、s）； t2/t1 分配阀切换时间与活塞推动时间之比，取0.3； a2 径向压力与轴向压力比，普通混凝土取0.9。,二、超高泵送混凝土,（1）泵送设备的选择,3. 泵送设备的选择和泵管的布设,混凝土最大泵送阻力：,其中：,重视坍落度变化,Pe 混凝土泵额定工作压力（MPa）；,二、超高泵送混凝土,（1）泵送设备的选择,3. 泵送设备的选择和泵管的布设,混凝土泵的最大水平输送距离（m）：,混凝土输送管累计水平换算距离L应满足： L Lmax,（2）泵管的布设 少用弯管、变径管、软管，尽可能缩短管道长度。 弯管：弯头张角90时阻力相当于912m水平管； 变径管：每根阻力相当于416m水平管； 软管

13、：每米阻力相当于46m水平管； 超高泵送测试中，管道内压力可达到22MPa（甚至更高），环向将产生27t的拉力，必须采用耐超高压的管道系统。在连接与密封方式上也要采取与常规方法不同的措施： 采用强度级别高的螺杆进行管道连接； 采用带骨架的超高压混凝土密封圈。,二、超高泵送混凝土,超高压泵管,3. 泵送设备的选择和泵管的布设,管径对泵送施工的影响： 管径越小，则输送阻力越大； 管径过大，其抗爆能力变差，混凝土在管道内流速变慢、停留时间过长，也影响混凝土的性能。,二、超高泵送混凝土,3. 泵送设备的选择和泵管的布设,（2）泵管的布设,泵送施工前：应先采用合适的砂浆或水泥浆对泵送管道进行充分润滑，确

14、保管壁之间由一层砂浆或水泥浆分开。 泵送操作：先泵送润泵水，再泵送一料斗水泥浆，然后再泵送一料斗浓度高一些的水泥浆，最后再放入同配合比砂浆进行泵送。 泵送过程中：要保证混凝土供应的连续性。因混凝土泵送压力较大，需定期检查泵管壁厚和泵送过程中的安全管理工作。 易炸管部位：锥管、弯管和软管。 必要的防范：泵车前的锥管、弯管及接头必须用编制袋进行覆盖，防止炸裂时混凝土喷出伤人。,二、超高泵送混凝土,4. 泵送混凝土的过程控制,（1）混凝土拌合物的工作性良好，无离析泌水；塌落度一般在180200mm；泵送高度超过300m的，塌落度宜240mm，扩展度600mm，倒锥法混凝土下落时间15s。 （2）硬化混凝土物理力学性能符合设计要求。 （3）混凝土的输送排量、输送压力和泵管布设要依据准确的计算，并制定详细的实施方案，并进行模拟高程泵送试验。 6. 适用范围 超高泵送混凝土适用于泵送高