QC成果C高强混凝土在超高层结构中的应用汇报

C120高强混凝土

在超高层结构中的应用研究中建四局六公司京基金融中心项目QC小组第一部分课题简介第二部分工程概况第三部分小组简介第四部分课题选定第五部分目标设定第六部分提出方案并确定最佳方案第七部分制定对策第八部分对策实施第九部分实施效果第十部分巩固措施及标准化

第十一部分总结及今后打算汇报提纲第一部分课题简介本课题名称为C120高强混凝土在超高层结构中的应用研究。课题类型为创新型。是我小组在深圳京基金融中心项目开展的质量管理活动，本课题已经形成科研成果，由深圳市建设厅鉴定：在同类施工技术中居国内领先水平，具有很好的推广应用价值。经科学技术情报研究院科技查新：该技术国内未见相同报道。一、课题简介第二部分工程概况一、工程建筑概况工程所在地中国·深圳建设单位京基集团总用地面积（m2）42354其中:建筑用地面积（m2）35990.16道路用地面积（m2）6363.80总建筑面积（m2）584642建筑基底面积（m2）21494地上建筑面积（m2）458618地下建筑面积（m2）126024裙楼及附楼二、工程结构概况附楼地下室及裙楼A座主楼结构整体效果结构设计基准期50年结构设计使用期50年设计耐久性100年建筑结构安全等级一级地下一层及以上剪力墙及框架柱抗震等级特一级地下一层以下剪力墙及框架柱抗震等级一级混凝土强度等级桩C50基础垫层C15基础底板C45S8纯地下部分混凝土墙C80主塔楼剪力墙、剪力墙间连梁C80（B4-43）、C60（43-98）梁、板（含楼梯板）C40组合楼板C30（一般层）、C40（L18，20，37，39，55，57，73，75，91，93，94）型钢混凝土柱C60二、工程结构概况制表人：制表时间：2010.12.29

核心筒43层以下为C80高强高性能混凝土（混凝土方量约4万方），墙体最大厚度达1900。43层以上为C60混凝土，混凝土最高泵送高度达419.8米。

二、工程结构概况第三部分小组简介解决研发过程程中碰到的技技术难题。专家顾问小组组清华大学冯乃乃谦教授担任任组长领导小组中建四局董事事长叶浩文担担任组长策划成立本研研发课题组，，在过程中提提供资金支持持课题名称C120高强混凝土

在超高层结构中的应用研究起止时间2009.9～2010.10课题类型创新型注册时间2009.9.1小组注册号课题注册号活动次数每周1次,每次1.5小时,共计40次TQC教育时间人均60小时小组人数9序号姓名年龄文化程度组内职务项目岗位技术等级组内分工137本科副组长项目总工教授级高工策划组织236本科组长分公司总工高工技术负责328本科组员分公司副总工工程师技术管理438中专组员分公司技术经理工程师质量监控530本科组员技术部工程师测量监控630本科组员技术部助理工程师现场实施729本科组员技术部助理工程师现场实施848大专组员施工部助理工程师施工监控924大专组员施工部-施工监控

制表人：审核人：制表时间：2009.9.29二、小组简介介第四部分课课题选定一、建筑环境境需要混凝土是目前前世界上使用用最为广泛的的建筑材料，，主要由粗细细骨料、水泥泥浆体及掺和和料所组成，，为多相复合合材料。2004年，由建设部部发文的《工程建设中钢钢铁、水泥应应用的可持续续发展战略》明确提出：加加大C30、C40向C40、C50升级应用以及及C70、C80高强高性能混混凝土在建筑筑结构中的应应用技术；并并建议将C100-C160混凝土作为高高端战略，争争取把我国建建设成为世界界高强高性能能混凝土技术术强国。结合深圳京基基金融中心项项目超高层钢钢筋混凝土结结构的需要，，及国内外高高性能、超高高性能混凝土土的发展情况况，中建四局局组织相关单单位开展了C120超高性能混凝凝土的研究。。三、选定课题题二、工程的实实际情况设计要求外框框型钢混凝土土C60泵送高度为400多米，核心筒筒C80混凝土泵送至至43层(200多米)。配置C60以上，甚至更更高强度的混混凝土需要解解决的难点很很多，例如低低水胶比与大大流动性之间间的矛盾；拌拌合物高粘度度与易流动的的矛盾；超高高泵送与抗离离析分层的矛矛盾；高温施施工、长距离离运输、超高高泵送与长时时间保塑性之之间的矛盾等等等。C90及以上混凝土土的性能存在在混凝土拌合合物石粉粘稠稠，不利于泵泵送等难题，，如果增加单单方用水量，，虽然能改善善可泵性，但但是混凝土的的强度难以保保证。三、选定课题题三、地方特殊殊性要求结合深圳地方方材料的特点点，采用掺加加高效减水剂剂和超细矿物物掺和料的技技术路线，用用深圳本地的的水洗海沙配配置高强高性性能混凝土。。四、公司要求根据我局发展战略略考虑，我局承建建了超高层项目较较多，局提出将继继续研究高性能混混凝土的在超高层层中的应用。三、选定课题因此我们定为“C120高强混凝土在超高高层结构的应用研研究”为课题。第五部分目标标设定五、设定目标总目标C120高强混凝土在超高高层结构中的应用用。具体目标在保证达到工程设设计的强度的同时时，小组确定了两个具体目标：28d强度要达到125MPa以上，无收缩或微微收缩，韧性高，，抗火性好，耐久久性能优异，施工工性能、保塑性能能优异。确保C120高性能混凝土能够够泵送至73层。五、目标设定有利条件1、小组有中建四局局科研院的依托，，大量的专家和成成熟的理论知识，，为C120高强混凝土的研制制提供了各项支持持。2、西塔项目的C100混凝土成功泵送至至400米的高度的经验，，让我们对京基金金融大厦C120混凝土泵送至73层的高度充满信心。。3、项目管理人员技技术能力较强，人人员素质较高，有有着较强的施工管管理能力，丰富的的施工经验和踏实实的工作作风。4、本工程QC小组成员们有着良良好的心理状态，，若遇到难点问题题，能够从容面对对各种困难，及时时总结经验，讨论论制定切实可行的的解决方案。5、从局到公司以及及业主的重视，为为QC小组提供了大量的的人力和物力支持持，有利的保证小小组各项原定目标标的实现。五、目标设定不利条件由于深圳气温较高高，夏季最高气温温约35度，给配制大流量量的高强混凝土带带来诸多不便：如如拌合物工作性的的经时损失控制难难度较大；混凝土土拌合物温度的升升高导致硬化后混混凝土中心温度过过高，最终导致混混凝土产生开裂等等等。C120混凝土施工为新工艺，以前无任何成功功经验，对其配合合比要求无法把握握，给目标的实现现增加了一定的难难度。综合以上各因素，，我们坚信通过精精心组织、规范施施工、科学管理、、严格把关，一定定能达到预期目标标。第六部分提出方案并确定最最佳方案六、提出方案并确确定最佳方案设计配合比选择合理的泵送方式确定运输及拌制方法2009年9月底，QC小组召开了“诸葛葛亮”会议，从配配合比设计、运输输搅拌方式、泵送送选择三个方面研研究讨论，与会成成员通过头脑风暴暴法，提出了一系系列有利于问题解解决的方案，并进进行了归纳整理。。1、设计配合比方案提出1.1混凝土流动性与保保塑性的研究C120超高性能混凝土的的W/B很低,一般在18%以下，胶凝材料用用量大,混凝土的粘性大,国外配制这种混凝凝土,都采用聚羧酸减水水剂。科研院提出使用萘萘系与氨基磺酸盐盐系及载体复合的的高效减水剂,配制的C120超高性能混凝土。。混凝土拌合物的的坍落度大、扩展展度大、倒筒流下下的时间短；而且且保塑时间长，达达3小时以上。六、提出方案并确确定最佳方案序号水泥（kg/m3）粉煤灰（kg/m3）硅灰（kg/m3）矿渣（kg/m3）海砂（kg/m3）碎石（kg/m3）水（kg/m3）外加剂（%）A45014040707509501202.0B50014060070010001204.0C550140805065010501203.4制表人：制制表时间间：2009.12.251、设计配合比1.2混凝土的自收缩、、早期收缩和长期期收缩的研究试验表明大部分试试件在14天至28天的龄期下，收缩缩变形逐渐稳定，，与其早期收缩、、自收缩相比较，，其后期的收缩变变形量较小。图-1自收缩的测试六、提出方案并确确定最佳方案1、设计配合比1.3混凝土的韧性提高高的研究通过掺入不同掺量量的聚丙烯纤维来来提高超高性能混混凝土韧性。随着纤维掺量的的增加，混凝土土的断裂能增大大。相同掺量时时，纤维种类的的不同也使得混混凝土的断裂能能产生差异，试试验中，断裂能能的大小为：基基准试件＜掺1kgGrace纤维试件＜掺2kg深圳纤维试件＜＜掺2kgGrace纤维试件。由于于掺入纤维，断断裂能大幅度提提高;脆性参数明显増増大,说明超高性能混混凝土韧性得到到很大的改善。。C120超高性能混凝土土断裂参数测定定六、提出方案并并确定最佳方案案1、设计配合比1.4耐火性能的研究究耐火性能的试验验釆用在线测定定的方法。试验表明：高强强高性能混凝土土受热温度越高高，发生的爆裂裂次数越多、越越严重；试件表表面裂缝宽度増増大、裂纹条数数增多，最终发发生爆炸，造成成试件大面积剥剥落，以至无法法继续承受荷载载。掺入一定量量的聚丙烯纤维维，可以明显改改善混凝土的高高温耐火性能。。(1)200℃(2)300℃(3)400℃(4)400～500℃掺1㎏/m3聚丙烯纤维试件在恆载作用下不同温度的变化六、提出方案并并确定最佳方案案编号水泥（kg/m3）粉煤灰（kg/m3）硅灰（kg/m3）矿渣（kg/m3）海砂（kg/m3）碎石（kg/m3）水（kg/m3）外加剂（%）坍落度（mm）扩展度（mm）倒筒时间（s）28d强度（MPa）1#45014040707509501682.02757005.0113.82#45014040707509501542.02757155.2116.03#45014040707509501402.42555706.3120.24#45014040707509501262.52606258.0126.55#450140407065010501402.226558511.3116.06#450140407070010001402.225559512.8113.17#45014040707509501402.22505708.0108.18#45014040708009001402.22655955.0110.19#450100501007509501402.22555707.6116.110#45014040707509501402.22555957.9118.011#45018030407509501402.22455907.0114.512#4502200307509501402.22656508.7101.813#40016848847509501222.223547512.5128.214#45014040707509501222.2220400＞20132.015#50011232567509501222.2220390＞20121.916#5508424427509501222.2230400＞20135.2制表人：制制表时时间：2009.12.25高性能混凝土配配合比试验表实验方法:混凝土搅拌→流流动度测试→成成型→养护→强强度测试从水胶比、砂率、、硅灰掺量、矿矿物掺合料四因因素对混凝土影影响结合深圳地方材材料的特点，采采用掺入高效减减水剂+超细矿物掺合料料的技术路线，，使用深圳水洗洗海砂为细集料料配制120MPa的高强混凝土。。通过对水胶比比、水泥用量和和砂率等影响混混凝土强度和工工作性能的因素素的分析，确定定出混凝土的配配合比。根据试验，得出出最佳配合比：：水泥(kg/m3)微珠(kg/m3)硅灰(kg/m3)矿渣(kg/m3)海砂(kg/m3)碎石(kg/m3)水(kg/m3)外加剂类型外加剂（%）备注28d强度（MPa）5001708007001000120复合外加剂4.0—134.6制表人：制制表时间：：2010.1.9六、提出方案并并确定最佳方案案在广州西西塔工程程项目C100高性能混混凝土及及京基大大厦C120超高性能能混凝土土研究的的基础上上，结合合C80高强混凝凝的生产产，采用用超细粉粉及符合合高效减减水剂配配料，混混凝土经经85℃恒温4～5小时，强强度可达达100～110MPa，免除了了高压蒸蒸养，成成本可节节省2～3元/m。高性能、、超高性性能混凝凝土的研研发和应应用，促促进了混混凝土制制品生产产技术的的发展。。六、提出出方案并并确定最最佳方案案2、确定运运输及拌拌制方法法由于深圳圳地区平平均气温温较高，，夏季气气温在35度以上，，这给配配制大流流动度的的高强混混凝土带带来混凝凝土拌合合物工作作性的经经时损失失控制难难度大；；混凝提出方案：六、提出出方案并并确定最最佳方案案提案优点缺点结论采取遮阳蓬措施，运输车采取保温方案施工方法简单，采取的措施费用小。效果不佳，深圳气温较高，特别是地面气温，采取遮阳篷材料的入机温度降低不多。不可行采取用冷水或冰水拌合料，运输时间避开温度较高时间施工方法较简单，降温效果显著。对混凝土的浇筑时间有要求，拌制用的冰水使用量大。可行制表人：日期：2009年11月18日2、确定运运输及拌拌制方法法综合考虑虑混凝土土拌制采采用水泥泥遇冷、、加冰水水和碎冰冰搅拌，，搭建骨骨料遮阳阳棚等温温度控制制措施来来降低混混凝土拌拌合物的的温度。。混凝土坍坍落度损损失有从从搅拌站站到现场场，运输输过程中中的坍落落度损失失；混凝凝土泵送送前、后后坍落度度的损失失，C120高强混凝凝土的粘粘性大，，导致其其泵送过过程中与与管壁摩摩擦力大大于普通通混凝土土，泵送送后会造造成坍落落度的一一定损失失。根据试验验证明采采用高效效减水剂剂的报坍坍效果良良好，保保证了C120混凝土的的顺利施施工。六、提出出方案并并确定最最佳方案案3、选择合合理的泵泵送方式式超高泵送送主要的的特点是是泵送线线路长、、泵送压压力大、、输送泵泵连续运运作时间间长等特特点。京基金融融中心项项目选用用中联重重科生产产的HBT90.40.572RS超高压混Y压力估算初选泵型号压力N判断方量N确定型号混凝土泵选型流程图六、提出出方案并并确定最最佳方案案中联HBT90.40.572RS技术参数数如下：：技术参数单位HBT90.40.572RS混凝土最大理论方量m3/h91/49混凝土最大压力MPa39.5/20混凝土缸直径×行程mmΦ180×2100主油缸直径×行程mmΦ200×2100液压系统型式开式液压系统油箱容积L1700发动机型号2-BF6M1015C发动机(功率)/转速kw/rpm(286+286)/2100整机质量kg≤14000六、提出出方案并并确定最最佳方案案制表人：：制制表时间间：2009.12.25设计配比比选择合理理泵送运输和拌拌制水泥(kg/m3)微珠(kg/m3)硅灰(kg/m3)矿渣(kg/m3)海砂(kg/m3)碎石(kg/m3)水(kg/m3)外加剂类型外加剂（%）备注28d强度（MPa）5001708007001000120复合外加剂4.0—134.6混凝土拌拌制采用用水泥遇遇冷、加加冰水和和碎冰搅搅拌，搭搭建骨料料遮阳棚棚等温度度控制措措施来降降低混凝凝土拌合合物的温温度。采用高效效减水剂剂的保坍坍效果良良好，保保证了C120混凝土的的顺利施施工。HBT90.40.572RS六、提出出方案并并确定最最佳方案案第七部分分制制定对策策对策表序号项目对策目标措施地点责任人时间1设计配合比按试验得到配合比，进行现场试验，确保泵送后砼的各项性能。按配合比计量，保证各组分按比例加入，达到100%按比例施工。1.确保材料的质量稳定。2.购置充足的计量器具，并进行检定。3.增加质量员负责监督。混凝土厂家及现场令狐延9月29日～12月27日2泵送管道的优化与中联中科进行讨论，设计一套适合工程的施工设备保证C120混凝土成功泵送至73层。1、对混凝土泵和管道进行一些优化设计2、现场布置泵管优化施工现场梁森张磊李浪9月26日～12月11日根据5W1H原则制定定对策表表：制表人：：制制表时时间：2009.12.25第八部分分对对策实施施八、对策策实施1、设计配合合比通过试验验我们已已经得到到了最佳佳的配合合比。砂子水泥掺合料碎石(人工砂)水案秤计量抽检台秤混凝土减水剂电子秤质量员监督骨料含水率调整八、对策策实施混凝土进进入现场场后检测测项目如如下：坍坍落度、、坍后扩扩展度、、压力泌泌水。混混凝土抗抗压强度度试件分分别在泵泵送前、、泵送后后进行取取样、制制作并进进行强度度对比。。超高泵送的现现场试验情况况如图所示：：

泵后（坍后扩展度780mm）泵前（坍后扩展度750mm）

现场试验情况抽样检测结果果如表取样点坍落度（mm）扩展度(mm)倒筒时间（S）1泵前2657605226075043泵后2657803．3八、对策实施施现场可泵性检检测结果《混凝土泵送施施工技术规程程》（JGJ/T10）中规定：混混凝土的可泵泵性可用压力力泌水试验结结合施工经验验进行控制。。一般10s时的相对压力力泌水率S10不宜超过40%。根据广州西西塔工程中联联重科提供的的超高压泵参参数，混凝土土出口压力最最大值为40MPa,本课题进行了了拌合物在30MPa下的压力泌水水试验。30MPa下的压力泌水水试验检测结果：其其拌合物即使使在30MPa的压力下也不不会发生泌水水现象，因此此，保证了超超高泵送的顺顺利进行。八、对策实施施1、设计配合比比效果检查：按照设计组份份进行配比，，并进行现场场检查，配比比合格率达到到100%。2、泵送管道的优化化布管的总体思思路C120高强高性能混混凝土，与普普通混凝土相相比，水灰比比W/C低，粘性特别别大，其流动动特性属于宾宾汉姆体，只只有当作用外外力超过屈服服值时才产生生流动，而流流动的快慢则则与其塑性粘粘度有关。其流动性的的产生主要要依靠高效效减水剂的的强吸附分分散作用，，使得混凝凝土拌合物物的粘性极极大，泵送送的施工阻阻力大，泵泵送压力要要求高。要要求混凝土土泵送设备备的出口压压力大。高强高性能能混凝土组组分多、粘粘性大，对对眼镜板、、切割环、、管道等易易损件的磨磨损较普通通混凝土大大。据不完完全统计，，其使易损损件使用寿寿命只有在在普通混凝凝土的1/3～1/5。根据这些要要求，在选选择了合理理泵送设备备后，对管管道应进行行优化。八、对策实实施八、对策实实施2.泵送管道的的优化作为混凝土土泵辅助件件的混凝土土输送管好好坏对泵送送工作也起起至关重要要作用，所所以将混凝凝土输送管管优化作为为一项攻关关目标。对于泵送压压力最大达达到40MPa的超高压泵泵送时，混混凝土在管管道内纵向向将产生48t的拉力，常常规的连接接与密封方方式已不能能满足要求求，如果管管道密封不不好，就会会发生漏浆浆，严重时时导致堵管管。在混凝凝土流动方方向上，混混凝土进管管口处增加加耐磨套；；超高压管管道之间的的连接都采采用法兰连连接方式，，并以密封封性能可靠靠的O形圈端面密密封，可承承受100MPa的高压。普通管道连连接及密封封方式高压直管连连接及密封封