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    2. 高性能減水劑配制C50~C100高性能混凝土的試驗(yàn)與在廣州西塔等應(yīng)用簣

      2008-07-02 00:00

      柯科杰1,李偉中2,陶思佺3,李桂青1 ,黃仕階1,莊建坤1 ,鄔超友2 ,李天浪3

      1廣東柯杰外加劑科技有限公司,廣東   佛山    5282412廣州市粵秀混凝土有限公司,廣東,廣州   510000
      3廣東粵群混凝土有限公司,廣東,廣州   510000

      摘要

        本文主要介紹聚羧酸高性能減水劑配制C50-C100高性能混凝土(HPC)的應(yīng)用試驗(yàn),在432m高的廣州西塔與610m的廣州新電視塔、高速鐵路武廣客運(yùn)專線、新廣州火車站等國家重點(diǎn)工程的工程應(yīng)用。

      1、前言

        ◆ “高性能混凝土”(HPC)是國外20世紀(jì)80年代末90年代初基于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)提出的新概念的混凝土
        ◆ 其最大特點(diǎn)是:
        ● 高耐久性(使用壽命達(dá)100年)
        ● 高體積穩(wěn)定性
        ● 足夠的力學(xué)性能
        ● 良好工作性
        ● 用HPC來替代傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)和建造

        在嚴(yán)酷環(huán)境中的特殊結(jié)構(gòu)
        ● 具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益
        ● 今后混凝土技術(shù)發(fā)展方向

        ◆ 中國工程院院士吳中偉教授認(rèn)為:高性能混凝土是一種新型高技術(shù)混凝土

        ● 它以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)

        ● 針對不同用途要求,有重點(diǎn)地保證:

        ▲   耐久性  ▲  工作性  ▲  體積穩(wěn)定性   ▲   強(qiáng)度   ▲  適用性   ▲   經(jīng)濟(jì)性

        ● 配制上的特點(diǎn):▲ 低水膠比  ▲ 選用優(yōu)質(zhì)原材料  ▲ 摻加足夠數(shù)量的礦物細(xì)摻料和高效外加劑

        ● 他還建議:HPC的強(qiáng)度下限從C50~C60降低到C30左右,以不損及混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)為度,以保證其耐久性 與體積穩(wěn)定性

      2、高性能混凝土的應(yīng)用試驗(yàn)

        ★ 根據(jù)廣州西塔與廣州新電視塔以及《客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》,結(jié)合工程需要,進(jìn)行工程應(yīng)用試驗(yàn)。

        2.1 C50 HPC預(yù)制梁應(yīng)用試驗(yàn)

      表1  C50 HPC配合比設(shè)計(jì)材料表

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      表2  C50 HPC主要性能指標(biāo)

      C50-2配合比滿足設(shè)計(jì)與施工要求。

        2.2 摻KJ-JS低水泥用量配制C80~C90HPC試驗(yàn)

      表3

      ●  試驗(yàn)結(jié)果表明用300kg水泥與50%的摻合料仍可配制C80~C90HPC ,28d達(dá)108~110MPa

        2.3 摻KJ-JS新拌HPC工作性的應(yīng)用試驗(yàn)

      表4 不同工程設(shè)計(jì)與施工要求HPC工作性試驗(yàn)

      坍落度與擴(kuò)展度可保持60~230分鐘幾乎不損失,表明可滿足工程要求。

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        2.4 KJ-JS配制C50~C100HPC試驗(yàn)

        ● 為用KJ-JS與常規(guī)材料配制高強(qiáng)與超高強(qiáng)高性能混凝土的情況進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)。

        ● 粵秀P·II 42.5R水泥;II級粉煤灰;S95礦渣粉;挪威硅灰;II區(qū)的中砂;5~25mm的碎石,其中的C100采用5~20mm的碎石,較圓滑。

      表5  KJ-JS配制C50~C100HPC的試驗(yàn)

      ● 摻20~35%摻合料與KJ-JS可配制出合格的C50~C100HPC,28d達(dá)65MPa~118MPa

      3、主要工程應(yīng)用實(shí)例

        ★ 聚羧酸高性能減水劑廣泛應(yīng)用于:

        ● 432m高的廣州西塔與610m高的廣州新電視塔
        ● 武廣客運(yùn)專線Ⅰ標(biāo)、Ⅴ標(biāo)
        ● 新廣州站及相關(guān)工程區(qū)間站前工程ZQ-Ⅱ標(biāo)段
        ● 溫福鐵路白馬河特大橋
        ● 廣深港客運(yùn)專線
        ● 廣珠輕軌
        ● 預(yù)拌HPC等

        150多萬m3C25~C100的高性能混凝土中的應(yīng)用,部分替代國際產(chǎn)品取得了顯著技術(shù)效果、經(jīng)濟(jì)與社會效益。特別是:

        3.1 在432m的廣州西塔C60~C100超高層泵送與超高性能混凝土的應(yīng)用

        ★工程概況
        ●廣州珠江新城西塔,在廣州新城市的中軸線上
        ●廣州標(biāo)志性建筑,為國內(nèi)在建第二高樓
        ●將成為全球地標(biāo)性建筑之一

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      廣州西塔(432 米)

           ★建筑概況

        ●高432m,地下4層,地上103層
        ●直升機(jī)坪高度437.35 m
        ●建筑面積45萬m2 
        ●從主塔樓現(xiàn)澆異型柱到直形墻等采用C70~C100HPC需約4.5萬m3 ,C60以上共7萬多m3。 ●由廣州粵秀與廣東粵群混凝土有限公司負(fù)責(zé)。

        ★主塔樓結(jié)構(gòu)概況

        ●主塔樓為綱筋混凝土核心筒和綱管結(jié)構(gòu)外框組成的筒中筒結(jié)構(gòu)。
        ●混凝土核心筒結(jié)構(gòu)變化比較復(fù)雜。
        ●由中建總公司——廣州市建筑集團(tuán)有限公司聯(lián)合體廣州珠江新城西塔工程總包項(xiàng)目部負(fù)責(zé)

        工程總包項(xiàng)目葉浩文總經(jīng)理介紹: 超高強(qiáng)高性能混凝土超高泵送是本工程的 主要難點(diǎn)之一。

        ●本工程超高強(qiáng)高性能混凝土主要使用在兩個部位:主塔樓核心筒墻體結(jié)構(gòu),主要采用C80~C50高性能混凝土,應(yīng)用情況如圖右。
        ●二是主塔樓外框筒鋼柱混凝土,主要采用C90~C60 高性能混凝土,主要應(yīng)用情況如圖左。

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      廣州西塔(432 m)
      C60-C100HPC

        ●主塔樓C60及以上的高強(qiáng)高性能混凝土約7萬m3
        ●其中C80混凝土最高需泵送至410m
        ● C90最高需泵送至167m
        ●高性能混凝土如此大批量的現(xiàn)場應(yīng)用;如此高的泵送高度,國內(nèi)尚無首例,在世界上均屬罕見
        ●超高強(qiáng)度高性混凝土配合比的研制及超高泵送是本工程混凝土工程順利實(shí)施的最大難點(diǎn)

        ★超高性能混凝土超高泵送施工技術(shù)仍為世界性的施工難題

        ● 現(xiàn)全力進(jìn)行C70~C100混凝土基準(zhǔn)配合比試驗(yàn)與應(yīng)用,在確   保強(qiáng)度的前提下對配合比優(yōu)化,盡量滿足可泵性要求。
        ● 截止目前廣州西塔C70~C90(C100)HPC已使用了約3萬m3,西塔主塔樓已經(jīng)達(dá)到300m
         ●攻關(guān)小組已經(jīng)成功對C70~C90的混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化,解決了混凝土超高性能與可泵性的矛盾,現(xiàn)場應(yīng)用情況良好,強(qiáng)度等級均勻,塌落度及擴(kuò)展度泵送后損失很小,完全可以滿足現(xiàn)場施工需要,“如此大批量超高性能混凝土的應(yīng)用在國內(nèi)尚屬首次” 。

        ★工程所用的混凝土要求

        ●流動性好
        ●坍落度要求在240+20mm
        ●擴(kuò)展度要求在600mm以上
        ●且坍落度損失小,泵送性好等要求

        ★在實(shí)際施工過程中

        在實(shí)際施工過程中,C70~C100HPC,實(shí)際施工用料為:
        ●金羊P.O42.5R
        ● S95礦粉
        ●挪威埃肯硅灰
        ●用膠凝材料560(水泥410)~635(水泥430)kg/m3
        ● KJ-JS1.9%~2.7%
        ●水膠比為0.27~0.22
        ●砂率為44%~42%

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        ◆在實(shí)際施工使用過程中

        ★粵秀攪拌站

        ●C80的共抽樣25組,28天強(qiáng)度平均值達(dá)到了94.4MPa(達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)號的118%)
        ● C70共抽樣20組 ,28天強(qiáng)度平均值達(dá)到了84MPa(達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)號的120%)

      C60-C100HPC/已應(yīng)用超3萬立方,高度近300米(66層)
      如此大批量的現(xiàn)場應(yīng)用, 在國內(nèi)尚屬首次

        3.2廣州新電視塔

        ●總高610m ,天線156m。
        ● C45~C80HPC部分高454m,由粵群混凝土公司供應(yīng)。
        ●自2007年底改用柯杰公司的KJ-JS聚羧酸系高性能減水劑至今 
        ●在C70~C45HPC中使用,已完成垂直泵送至423m的高度
        ●由上海建工和廣州市建筑集團(tuán)施工

      廣州新電視塔(總高610米) 
      C45-C80HPC,高度454米

        ●在實(shí)際施工使用過程中,均能滿足坍落度達(dá)到240+20mm,擴(kuò)展度要求在600mm以上的施工要求

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      廣州新電視塔C45-C70HPC強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表

        3.3 KJ-JS在武廣客運(yùn)專線新廣州站C50高性能混凝土的應(yīng)用

      亞洲最大的火車站 -新廣州火車站

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      中國航空港

      4、結(jié)束語

        4.1 C50~C100 HPC工程應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果表明:選用質(zhì)量優(yōu)良的常規(guī)材料,用300kg/m3水泥(粵秀P·II 42.5R,下同)與50%左右的摻合料可配制C80~C90 HPC,28d強(qiáng)度達(dá)102~110MPa;370kg/m3水泥與37%摻合料配制C90 HPC,坍落度與擴(kuò)展度保持達(dá)4個小時(shí),28d強(qiáng)度達(dá)104MPa;370~400kg/m3水泥與35~37%的摻合料配制C100 HPC,28d強(qiáng)度達(dá)115MPa以上。

        4.2 在432m高的廣州西塔取得了顯著的技術(shù)效果、經(jīng)濟(jì)與社會效益,可大量推廣使用。

         C70~C100HPC工程應(yīng)用表明:用560(水泥410)~635(水泥430)kg/m3材料可配制出28d平均強(qiáng)度達(dá)84~112.7MPa能滿足工程要求的高性能混凝土。用量已超過3萬m3,主樓已達(dá)到300m以上,在國內(nèi)省屬首次。

        4.3 HPC在客運(yùn)專線大量應(yīng)用,可大量摻用礦物摻合料,節(jié)省資源和能源。

      編輯:

      監(jiān)督:0571-85871513

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