混凝土工程新技术-3

1、一、一、 高强高性能混凝土高强高性能混凝土二、二、 超高泵送混凝土超高泵送混凝土一、高强高性能混凝土一、高强高性能混凝土1、高强高性能混凝土高强高性能混凝土（HS-HPC）高强高性能混凝土高强高性能混凝土强度等级超过强度等级超过C80的混凝土。的混凝土。特点特点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强度强度和和耐耐久性久性，并且，并且工作性工作性良好，能够适应于超高层良好，能够适应于超高层泵送泵送。一、高强高性能混凝土一、高强高性能混凝土我国目前的相关技术标准：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主要有中国工程建设标准化协会标准：标准：高性能混凝土应用

2、技术规程高性能混凝土应用技术规程CECS207：2006，以，以及及高强混凝土结构技术规程高强混凝土结构技术规程CECS104：99，但也仅限于但也仅限于C80以内的混凝土。以内的混凝土。 2、我国高强高性能混凝土情况、我国高强高性能混凝土情况 近几年，我国已大量应用近几年，我国已大量应用C80以上的高强高性能混凝土以上的高强高性能混凝土，例，例如如2009年竣工的广州珠江新城西塔工程为年竣工的广州珠江新城西塔工程为432m，采用采用C100；深圳京基中心高度为深圳京基中心高度为411m，采用采用120MPa的混凝土。的混凝土。德国德国混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范：达到：达到C110级

3、级挪威挪威混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范：达到：达到C105级级一、高强高性能混凝土一、高强高性能混凝土3、高强高性能混凝土存在的不足、高强高性能混凝土存在的不足u脆性问题脆性问题目前尚未完全解决；目前尚未完全解决；u改善途径改善途径主要通过掺入纤维来调整，以增加韧性，降主要通过掺入纤维来调整，以增加韧性，降低开裂。低开裂。一、高强高性能混凝土一、高强高性能混凝土4、高强高性能混凝土主要技术特点、高强高性能混凝土主要技术特点（1）基本材料要求）基本材料要求uHS-HPC 的的水胶比水胶比28，W 200kg/m3；F+C:650700kg/m3；其中：；其中：C:450500kg/m3，

4、F(硅粉及矿物微细硅粉及矿物微细粉粉)150200kg/m3，G:900950kg/m3，S:750800kg/m3。u采用采用聚羧酸聚羧酸高效减水剂或高效减水剂或氨基磺酸氨基磺酸高效减水剂高效减水剂。uHS-HPC 用于钢筋混凝土结构还需要掺入体积含量用于钢筋混凝土结构还需要掺入体积含量2.02.5的的纤维纤维，如聚丙烯纤维、钢纤维等。，如聚丙烯纤维、钢纤维等。钢纤维钢纤维一、高强高性能混凝土一、高强高性能混凝土4、高强高性能混凝土主要技术特点、高强高性能混凝土主要技术特点（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响该混凝土混凝土的工作性直

5、接影响该混凝土的施工性能。的施工性能。其特点：粘度大，流动性慢，不利于超高泵送其特点：粘度大，流动性慢，不利于超高泵送施工。施工。混凝土拌合物的技术指标主要是坍落度、扩展度和倒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：筒时间：坍落度坍落度240mm，扩展度扩展度600mm，倒筒时间倒筒时间10s，同时不得有离析泌水现象。同时不得有离析泌水现象。2）配制设计强度：配制设计强度： fcu,o = 1.15 fcu,k3）耐久性耐久性：因其内部结构密实，孔结构更加合理，耐久性可：因其内部结构密实，孔结构更加合理，耐久性可以免检。以免检。混凝土拌合物检测混凝土拌合物检测5、高强高性能混凝土

6、施工要求、高强高性能混凝土施工要求一、高强高性能混凝土一、高强高性能混凝土1）拌拌 制制 HS-HPC混凝土必须采用混凝土必须采用强制式搅拌机强制式搅拌机拌制；原材料计量拌制；原材料计量应准确，应严格按设计应准确，应严格按设计配合比配合比称量，其允许偏差应符合下列称量，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）：规定（应采用自动计量装置按重量计）：胶凝材料胶凝材料（水泥微细粉等）（水泥微细粉等）1%；化学外加剂化学外加剂（高效减水剂或其他化学添加剂）（高效减水剂或其他化学添加剂）1%；粗细骨料粗细骨料2%；拌合用水拌合用水1%。 应严格测定粗、细骨料的应严格测定粗、细骨料的含水率含

7、水率，宜每班抽测，宜每班抽测2 2次。使用露次。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。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、高强高性能混凝土施工要求一、高强高性能混凝土一、高强高性能混凝土2）运）运 输输混凝土从搅拌结束到施工现场使用不宜超过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。在运应使用搅拌运输车运送，装料前应将筒内的积水排净。在运输过程中，严禁添加输过程中，严禁添加计量外计量外用水。用水。当混凝土运输到施工现场时，应抽检坍落度。当混凝土运输到施工现场时，应抽检坍落度

8、。2）浇）浇 筑筑混凝土的浇筑应采用混凝土的浇筑应采用泵送泵送施工，施工，高频振捣器高频振捣器振动成型。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坍落度低于120mm时，应加密振点分布，时，应加密振点分布，不得漏振不得漏振。应特别注意应特别注意二次振捣二次振捣和二次振捣的时机，确保有效地消除塑和二次振捣的时机，确保有效地消除塑性阶段产生的沉缩和表面收缩裂缝。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、高强高性能混凝土施工要求一、高强高性能混凝土一、高强高性能混凝土4）养）养 护护混凝土必须加强混

9、凝土必须加强保湿养护保湿养护，特别是底板、楼面板等大面积混，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。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，二次振捣和压抹表面时，可卷起覆盖物操作，然后及时覆盖，混凝土终凝后可用混凝土终凝后可用水养护水养护。采用水养护时，水的温度应与混凝土的温度相适应，避免因采用水养护时，水的温度应与混凝土的温度相适应，避免因温差温差过大而混凝土出现裂缝。过大而混凝土出现裂缝。保湿养护期不应少于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。当混凝土中胶凝材料用量较大时

10、，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超高泵送混凝土技术一般是指泵送高度超过超高泵送混凝土技术一般是指泵送高度超过200m的现代混的现代混凝土泵送技术。凝土泵送技术。近年来，随着经济和社会发展，泵送高度超过近年来，随着经济和社会发展，泵送高度超过300m的建筑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。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：

11、超高泵送混凝土技术是一项综合技术，包含：混凝土制备技术混凝土制备技术泵送参数计算泵送参数计算泵送机械选定与调试泵送机械选定与调试泵管布设和过程控制泵管布设和过程控制二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土1、超高泵送混凝土技术、超高泵送混凝土技术“广州塔广州塔” ：高高600米，由米，由454m的主塔体和的主塔体和156m的天线桅的天线桅杆构成。杆构成。C80混凝土泵送高度达混凝土泵送高度达到到448米米。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土1、超高泵送混凝土技术、超高泵送混凝土技术上海环球金融中心上海环球金融中心 采用三一重工的采用三一重工的HBT90CH超高超高压拖泵将混凝土一次泵送至压拖泵将

12、混凝土一次泵送至492米米的的施工高度，为目前创下的单泵垂直施工高度，为目前创下的单泵垂直泵送高度的泵送高度的世界纪录世界纪录。2008年年12月月16日，广州国际金融中心（珠江新城西塔）日，广州国际金融中心（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的作业平台，刷新了超高性能混凝土泵送的作业平台，刷新了超高性能混凝土泵送高度的高度的世界纪录世界纪录。每层要求输送。每层要求输送800m3，需要混凝土泵的输送能，需要混凝土泵的输送能力达力达90m3/h以上。以上。该工程泵送该工程泵送（C80/C90/C100）混凝土要求混凝土泵的出口压力混凝土要求混凝土泵的出口压力达到达

13、到29MPa以上；采用的中联重科以上；采用的中联重科HBT110.40.572RS型超高压混型超高压混凝土泵，出口压力可达凝土泵，出口压力可达40MPa。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土1、超高泵送混凝土技术、超高泵送混凝土技术（1）原材料的选择）原材料的选择水泥水泥：C2S的含量的含量高高（4070）、）、C3A含量含量低低，对于提高混凝，对于提高混凝土的土的流动性流动性和减少和减少塌落度损失塌落度损失有显著的效果；有显著的效果；粗骨料：粗骨料：选用连续选用连续级配级配，控制针片状含量，最大，控制针片状含量，最大粒径粒径与泵送管与泵送管径比径比1 5；细骨料：细骨料：选用选用中砂中砂。细

14、砂会使混凝土变得干涩，而粗砂容易使。细砂会使混凝土变得干涩，而粗砂容易使混凝土离析；混凝土离析；矿物掺合料：矿物掺合料：如矿粉、硅粉和一级粉煤灰（如矿粉、硅粉和一级粉煤灰（C类：类：CaO含量含量10%，F类：类：CaO含量含量10%）等，可使混凝土获得良好的）等，可使混凝土获得良好的工作性工作性；外加剂：外加剂：应优先选用应优先选用减水率高减水率高、保塑时间长保塑时间长的聚羧酸型泵送剂，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。泵送剂应与水泥和掺合料有良好的相容性。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土2. 泵送混凝土的制备及性能要求泵送混凝土的制备及性能要求（2）混凝土的制备）

15、混凝土的制备水泥与外加剂的水泥与外加剂的适应性试验适应性试验确定矿物掺合料双掺比例确定矿物掺合料双掺比例 “叠加叠加效应效应”确定掺合料的确定掺合料的替代掺量替代掺量调整外加剂性能、砂率、粉调整外加剂性能、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经时变化率确定几组确定几组试验室配合比试验室配合比根据根据现场实际现场实际泵送高度变化（混凝土泵送高度变化（混凝土性能泵送损失）情况，采用性能泵送损失）情况，采用不同不同的配合比的配合比进行生产进行生产施工。施工。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土2. 泵送混凝土的制备及性能要求泵送混凝土

16、的制备及性能要求（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：压送阻力减少、防止离析压送阻力减少、防止离析常规泵送的可泵性：常规泵送的可泵性：坍落度、压力泌水率两个指标描述，前者坍落度、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。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：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。以坍落度为基础，辅以扩展度和其他指标。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土2. 泵送混凝土的制备及性能要求泵送混凝土的制备及性能要求（1）泵送设备

17、的选择）泵送设备的选择混凝土泵送能力：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（垂直泵送大约重力（垂直泵送大约23kPa/m的升力），还应有一定的储备。的升力），还应有一定的储备。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土3. 泵送设备的选择和泵管的布设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：混凝土泵的实际平均输出量： Q1 1 Qmax Qmax 混凝土泵的最大混凝土泵的最大理论理论输出量（输出量（m3/h）；）； 1 配管条件系数，为配管条件系数，为0.80.9； 泵送作业效率，可取泵送作业效率，可取0.50.7；（1）泵送设备

18、的选择）泵送设备的选择二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土3. 泵送设备的选择和泵管的布设泵送设备的选择和泵管的布设混凝土泵的配备数量：混凝土泵的配备数量： N2 混凝土泵台数（计算结果进位取整）；混凝土泵台数（计算结果进位取整）；Q 混凝土混凝土浇筑体积量浇筑体积量（m3）；）；Q1 混凝土泵混凝土泵实际平均实际平均输出量（输出量（m3/h）；）；T0 混凝土泵混凝土泵计划施工作业时间计划施工作业时间（h）；）；012TQQNPmax 混凝土泵送最大阻力（混凝土泵送最大阻力（MPa）；）；PH 混凝土在水平输送管内流混凝土在水平输送管内流动每米动每米产生的压力损失（产生的压力损失（Pa/m）

19、L 混凝土输送管累计水平换算距离（混凝土输送管累计水平换算距离（m）；查表）；查表Pf 混凝土泵送系统附件及泵体内部压力损失；查表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）泵送设备的选择）泵送设备的选择3. 泵送设备的选择和泵管的布设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混凝土泵的额定工作压力应大于Pmax。K1 粘着系数（粘着系数（Pa）：）： K1 300S1 ；K2 速度系数（速度系数（Pam/s）：）： K2 400S1 ；S1 混凝土坍落度（混凝土坍落度（cm）；

20、）；r输送管半径（输送管半径（m）；）； v2 混凝土拌合物在输送管内的平均流速（混凝土拌合物在输送管内的平均流速（m/s）；）； t2/t1 分配阀切换时间与活塞推动时间之比，取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、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土221221H12vttKKrP（1）泵送设备的选择）泵送设备的选择3. 泵送设备的选择和泵管的布设泵送设备的选择和泵管的布设f6Hmax10PLPP混凝土最大泵送阻力：混凝土最大泵送阻力：其中：其中：重视坍落度重视坍落度变化变化Pe 混凝土泵混凝土泵额定

21、工作额定工作压力（压力（MPa）；）；二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土（1）泵送设备的选择）泵送设备的选择3. 泵送设备的选择和泵管的布设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混凝土泵的最大水平输送距离（m）：6Hfemax10PPPL混凝土输送管累计水平换算距离混凝土输送管累计水平换算距离L应满足：应满足： L Lmax（2）泵管的布设）泵管的布设少用弯管少用弯管、变径管、变径管、软管软管，尽可能缩短尽可能缩短管道长度。管道长度。弯管弯管：弯头弯头张角张角90时阻力相当于时阻力相当于912m水平管；水平管；变径管：变径管：每根阻力相当于每根阻力相当于416m水平管；水平管；

22、软管软管：每米阻力相当于每米阻力相当于46m水平管；水平管；超高泵送超高泵送测试测试中，管道内压力可达到中，管道内压力可达到22MPa（甚至更高甚至更高），环向环向将产生将产生27t的拉的拉力，必须采用力，必须采用耐超高压耐超高压的管道系统。在的管道系统。在连连接与密封方式接与密封方式上也要采取与常规方法不同上也要采取与常规方法不同的措施：的措施：采用强度级别高的螺杆进行管道连接；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。采用带骨架的超高压混凝土密封圈。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土超高压泵管超高压泵管3. 泵送设备的选择和泵管的布设泵送设备的选择和泵管的布设管径

23、对泵送施工的影响：管径对泵送施工的影响：管径越小管径越小，则输送阻力越大则输送阻力越大；管径过大管径过大，其抗爆能力变差，混凝土在管道内流速变慢、其抗爆能力变差，混凝土在管道内流速变慢、停留时间过长，停留时间过长，也也影响混凝土的性能。影响混凝土的性能。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土3. 泵送设备的选择和泵管的布设泵送设备的选择和泵管的布设（2）泵管的布设）泵管的布设泵送施工前泵送施工前：应先采用合适的砂浆或水泥浆对泵送管道进行应先采用合适的砂浆或水泥浆对泵送管道进行充分充分润滑润滑，确保，确保管壁管壁之间由一层砂浆或水泥浆分开。之间由一层砂浆或水泥浆分开。泵送泵送操作操作：先泵送先泵送

24、润泵润泵水，再泵送一料斗水泥浆，然后再泵水，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。泵送过程中泵送过程中：要保证混凝土供应的要保证混凝土供应的连续性连续性。因混凝土泵送压。因混凝土泵送压力较大，力较大，需需定期检查定期检查泵管壁厚泵管壁厚和泵送过程中的和泵送过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：锥管、弯管和软管。锥管、弯管和软管。必要的防范：必要的防范：泵车前的锥管、弯管及接头必须用编制袋进行泵车前的锥管、弯管及接头必须用编制袋进行覆盖覆盖，防止炸裂时混凝土喷出伤人。，防止炸裂时混凝土喷出伤人。二、超高泵送混凝土二、超高泵送混凝土4