1、 高強混凝土高空泵送、深化和施工的能力 1.塔樓高強混凝土概況塔樓高強混凝土概況 本工程混凝土澆筑高度達 321.79m,各塔樓主要部位 C60 混凝土如下表:塔樓 部位 混凝土強度等級 泵送高度 T4N 塔樓外框柱 C60(B3L60)268.35m 塔樓核心筒剪力墻及其邊緣約束構件 C60(B3L60)268.35m T4S 塔樓外框柱 C60(B3屋面)201.80m 塔樓核心筒剪力墻及其邊緣約束構件 C60(B3屋面)201.80m T5 塔樓外框柱 C60(B3屋面)193.48m 塔樓核心筒剪力墻及其邊緣約束構件 C60(B3屋面)193.48m T6 塔樓外框柱 C60(B3屋面
2、)189.16m 塔樓核心筒剪力墻及其邊緣約束構件 C60(B3屋面)189.16m 單層最大混凝土量 部位 單層最大混凝土量 塔樓外框柱 348.71 m 塔樓核心筒墻體及其約束構件 1017.74m 2.混凝土供應公司的選擇混凝土供應公司的選擇 我局選擇了重慶永固新型建材有限公司作為本工程高強混凝土的主供公司,該公司為重慶市的地標建筑:國際開發(fā)金融大廈(268.2 m)、重慶環(huán)球金融中心(339m),供應過 C60、C70高強混凝土,在高強混凝土的配合比設計、生產(chǎn)、泵送等方面有著經(jīng)驗豐富。國際開發(fā)金融大廈 C60/C70 重慶環(huán)球金融中心 C60/C70 混凝土供應公司的詳情見第十節(jié)大底板
3、連續(xù)澆搗施工方案。3.高強砼超高層泵送影響因素及解決措施高強砼超高層泵送影響因素及解決措施 C60 高強混凝土為了達到高強度、高耐久性要求,單方用水量很低,其流動性的產(chǎn)生主要依靠高效減水劑的強吸附分散作用,結果,混凝土拌合物的粘性極大,造成泵送壓力大大超過現(xiàn)有設備所能達到的程度,而且,即使設備達到很高的工作壓力,泵送產(chǎn)量也十分有限,還會造成堵管、爆管等泵送事故。由于高強混凝土的高粘性,泵送過程中,混凝土與管壁剪切力增大,資料顯示,W/C=0.385時,粘著力為0.01MPa,而W/C=0.28時,高強混凝土的粘著力為0.04MPa,系前者的 4 倍。因此,配制高強混凝土并滿足超高泵送的總體思路
4、是解決 C60 混凝土的強度與大流動性之間的矛盾難題,拌合物高粘性難題及其拌合物工作性能經(jīng)時損失等難題。另外,超高泵送壓力的泵機等泵送設備的選用難題也需要解決。3.1.高強混凝土主要技術方案和性能要求高強混凝土主要技術方案和性能要求 3.1.1.高強混凝土主要技術方案高強混凝土主要技術方案 序號技術難題及主要解決技術方案 圖片 1 C60 混凝土高強度和大流動度之間矛盾難題:1.優(yōu)化骨料的級配、減少空隙率,使更多的漿體發(fā)揮潤滑作用,提高混凝土的流動性;2.采用減水率較高的聚羧酸高效減水劑,降低混凝土的水膠比、增大流動性;3.采用大摻量超細礦物粉或超細復合礦物粉摻合料,充分利用摻合料的粉體填充效
5、應,降低混凝土的水膠比、增大流動性,同時提高混凝土強度,改善混凝土的耐久性。大流動高強砼擴展度試驗 2 C60 混凝土拌合物的高粘性難題 1.采用減水率較高、分散效果好的聚羧酸高效減水劑;2.配制低粘度的 C60 高強混凝土,全部依靠高效減水劑的分散作用已行不通,試驗證明需要控制混凝土單方用水量。通過上述技術方案可以配制出倒坍落度筒時間小于 10s 的低粘性 C60 混凝土。高強混凝土倒置坍落度筒試驗 序號 技術難題及主要解決技術方案 圖片 3 C60 混凝土拌合物工作性經(jīng)時損失難題:1.采用具有保坍、緩凝的外加劑。2.采用混凝土控溫技術,減少混凝土坍落度損失。3.配制出 C60 混凝土拌合物
6、的工作性可以保持 3 個小時以上。拌合物初始工作性能 拌合物 3h 后工作性能 3.1.2.高強混凝土工作性能要求高強混凝土工作性能要求 目前有關高強混凝土超高泵送的性能要求,還沒有相關標準參考。結合我局在重慶、廣州、深圳超高層建筑的施工經(jīng)驗,考慮本工程中高強混凝土所要求的大流動性、超高泵送和良好填充性能的要求。C60高強混凝土拌合物的初始工作性要求:坍落度(24020 mm)、擴展度(600mm以上)、倒坍落度筒時間(510s);3 小時后工作性能要求:坍落度(200mm);擴展度(500mm以上)3 小時后倒筒時間(15s 以下);拌合物溫度(不超過 30),無分層、離析。上述性能要求可滿
7、足超高泵送要求。3.2.高強混凝土超高層泵送設備主要技術方案高強混凝土超高層泵送設備主要技術方案 高強混凝土的高粘性對可泵性影響很大,與普通混凝土的可泵性有明顯差別。普通混凝土在管道內(nèi)克服與管壁的摩擦而流動,泵送壓力損失而混凝土產(chǎn)生變形很小,即滑動產(chǎn)生的屈服值小于混凝土極限剪切強度。而高強混凝土在泵送時本身易產(chǎn)生較大的變形,而極限剪切強度很小,即屈服值大于極限剪切強度。因此,高強混凝土的超高泵送所帶來一系列普通混凝土泵送所未遇見的難題。例如,1,高強混凝土的泵送壓力沿程損失較普通混凝土大,其超高泵送需要泵機具有更高的泵送壓力;2,在進行超高壓泵送時,采用何種耐超高壓的管道系統(tǒng)以及如何布置管道更
8、合理;3,如何減少超高泵送過程中由于混凝土的自重對泵機的反壓力等。(設備參數(shù)詳見超高層混凝土泵送方案)3.2.1.超高層泵送主要技術方案超高層泵送主要技術方案 編號主要技術方案 圖片 1 泵管布置要求:在超高層混凝土泵送施工中,為降低管道內(nèi)的混凝土對混凝土泵的背壓沖擊,混凝土管道的布置應遵循以下三個原則:1.地面水平管的長度應在垂直高度的 1/41/5 之間,即約 100m 水平管道;2.在地面水平管道上應布置截止閥;3.在相應樓層,垂直管道布置中應設有彎道。泵管布置示意圖 2 泵機選擇:選用超高壓泵,最高泵送壓力達40MPa,理論泵送高度為 528m,為 C60高強混凝土的超高層泵送提供了有
9、效的動力保障。超高壓混凝土泵機 3 泵管材質(zhì)選擇:選用了大于 9.5mm 厚的合金鋼耐磨無縫鋼管。其材質(zhì)為 45Mn2鋼,調(diào)質(zhì)后內(nèi)表面高頻淬火,硬度可達 HRC4555,壽命比普通管可提高 35 倍。一方面,有效的減少了管道的泵送阻力,另一方面保障了管道的抗爆能力。高耐磨、抗爆泵管 編號 主要技術方案 圖片 4 管徑的選擇:輸送管管徑越小則輸送阻力越大,但管徑過大的輸送管抗爆能力差,而且砼在管道內(nèi)流速慢、停留時間長,影響混凝土的性能,初步選用了直徑為 125mm的輸送管。直管設計 5 管道連接:施工中,超高壓和高壓耐磨管道需承受很高的壓力,安裝好后不用經(jīng)常拆裝,我局采用強度更好的螺栓連接,采用
10、 O 形圈端面密封形式。可耐 100MPa的高壓,并有很好的密封性能。管道連接密封形式 6 截止閥的使用:安裝位置:在水平至垂直上升處;安裝目的:減少停機時垂直混凝土回流壓力的沖擊以及防止管道清洗時水的回流。截止閥 7 管道的固定:每兩節(jié)混凝土輸送管至少用一個固定管夾固定,固定管夾可用地腳螺栓固定于墻體或砼墩上。(1)水平直管的固定三維圖(2)彎管固定三維圖 (3)彎管支撐三維圖 (4)彎管支撐實物圖 3.2.2.超高層泵送能力驗算超高層泵送能力驗算 現(xiàn)有的 JGJ/T10-2011混凝土泵送施工技術規(guī)程中推薦的泵送阻力計算方法,主要適用于普通混凝土,其沿程壓力損失的取值 0.010MPa/m
11、 偏小,不適用 C60 以上的高強混凝土泵送壓力損失計算。根據(jù)我局在廣州、深圳歷時 16 個月,通過對 6115 車次混凝土(約 50000m3混凝土)泵送數(shù)據(jù)的研究分析,得到 C60 以上高強混凝土泵送阻力計算的壓力損失值,如下表所示。混凝土強度等級 水平管沿程壓力損失 MPa/m 豎直管沿程壓力損失 MPa/m C90 0.0255 0.102 C80 0.022 0.088 C70 0.018 0.072 C60 0.0155 0.062 普通混凝土 0.008 0.032 考慮到機制砂的粒型多棱角,較河砂差,重慶來福士廣場項目的 C60 高強混凝土水平沿程壓力損失取 0.016MPa/
12、m,豎直沿程壓力損失取 0.064MPa/m。初步計算:已知:最大垂直泵送高度 286m,將彎管計算入內(nèi),取值約 300m,垂直高度壓力損失:3000.064=19.20MPa;預計:水平管道取 120m,水平管道壓力損失:120m0.016=1.92MPa;空機壓力:3MPa;因此,混凝土泵的出口壓力 P=40MPa19.2+1.92+3=24.12MPa。經(jīng)計算,采用合理的泵機選擇、泵管布置、管徑選擇等技術手段,可以滿足重慶來福士廣場項目中高強混凝土的超高層泵送需求。4.C60 高強混凝土配制及生產(chǎn)高強混凝土配制及生產(chǎn) 4.1.原材料的選擇原材料的選擇 4.1.1.水泥水泥 配制 C60
13、高強混凝土選用符合國家標準 GB175 的通用硅酸鹽水泥。C60 選用 PO.42.5R 硅酸鹽水泥。PO 型 42.5R 硅酸鹽水泥質(zhì)量穩(wěn)定可靠,鋁酸三鈣含量低于8%,這對減少混凝土的早期水化熱是極為有利的,減少混凝土的早期水化熱可降低裂縫產(chǎn)生的可能性。其主要檢測項目及檢驗標準如下表所示:樣品名稱 PO 型水泥 42.5R 檢驗項目 計量 PO.42.5R 標準要求 單位 密度 g/cm3 細度 比表面積/kg 300 80m 方孔篩篩余%10.0 安定性 合格 標準稠度用水量%凝結時間 初凝 h:min 0:45 終凝 h:min 10 強度 抗折 3 天 MPa 4.0 28 天 MPa
14、 6.5 抗壓 3 天 MPa 22.0 28 天 MPa 42.5 檢驗項目 計量 PO42.5R 標準要求 單位 三氧化硫%3.5 氧化鎂%5.0 燒失量%5.0 不溶物%-4.1.2.礦物摻合料礦物摻合料 為了確保 C60 高強混凝土的物理力學性能及施工性能,并達到節(jié)能降耗的目的,混凝土中宜摻入礦粉等礦物摻合料。4.1.2.1.磨細礦渣粉磨細礦渣粉 磨細礦渣粉在混凝土中起填充作用、流化作用與增強和耐久作用。選用的磨細礦渣粉除應滿足國家及地方現(xiàn)行規(guī)范的要求外,還應符合以下要求:1)比表面積應大于 400/kg;2)需水量比應不大于 105%;3)燒失量應不大于 5.0%;4)用量不可大于混
15、凝土中總膠凝材料總重量的 40%。綜合考慮,初步選用 S95 磨細礦渣粉,其主要檢測項目及檢驗標準如下表所示。樣品名稱(型號)磨細礦渣粉(S95)序號 檢驗項目 標準要求(S95)1 密度 g/cm3 2.8 2 比表面積/kg 350 3 活性指數(shù)%7d 75 28d 95 4 流動度比%90 5 三氧化硫%4.0 6 燒失量%3.0 4.1.2.2.粉煤灰粉煤灰 用作高強混凝土摻合料的粉煤灰一般選用級灰。其主要檢測項目及檢驗標準如下表所示。樣品名稱(型號)粉煤灰(級)序號 檢驗項目 標準要求 級 1 細度 12.0(45m 發(fā)孔篩篩余)(%)2 需水量比(%)95 3 燒失量(%)5.0
16、4 含水量(%)1.0 5 三氧化硫(%)3.0 6 游離氧化鈣(%)F 類 1.0 C 類4.0 7 安定性(C 類)5.0 雷氏夾沸煮后增加距離 mm 本工程施工中采用級粉煤灰配制 C60 高強混凝土,必須在大量試配的基礎上,確定施工配合比以保證混凝土要求的各項性能,才能夠進行施工應用。4.1.2.3.硅粉硅粉 用作高強混凝土摻合料的硅粉應符合以下質(zhì)量要求:1)SiO2含量85%;2)比表面積(BET 氮吸附法)18/g;3)密度約 2200kg/m3;4)平均粒徑 0.10.2m。本工程所選用的硅粉,主要檢測項目及檢驗標準如下表所示。樣品名稱 硅微粉 序號 檢驗項目 標準要求 1 二氧化
17、硅含量/%85 2 28d 活性指數(shù)/%85 3 比表面積/g 15 4 燒失量/%6 5 含水率/%3.0 6 需水量比/%125 7 Cl-/%0.02 4.1.2.4.微珠微珠 微珠是燃煤火力發(fā)電廠從煙囪排出的飛灰,經(jīng)收集后得到的粉煤灰。按高強高性能混凝土用礦物外加劑(GB/T 18736-2002)中的 I 級磨細粉煤灰檢測如下表所示。樣品名稱 微珠 序號 檢驗項目 標準要求 1 SO3/%3 2 燒失量/%5 3 Cl/%0.02 4 比表面積/g 600 5 含水率/1.0 6 需水量比 95 7 7 活性指數(shù)/%80 8 28d 活性指數(shù)/%90 4.1.2.5.沸石粉沸石粉 沸
18、石粉,以一定品位純度的天然沸石為原料,經(jīng)粉磨至規(guī)定細度的產(chǎn)品。粉磨時可添加適量的水泥粉磨用工藝外加劑。按高強高性能混凝土用礦物外加劑(GB/T 18736-2002)中的 I 級磨細天然沸石進行檢測,如下表所示。樣品名稱 沸石粉 序號 檢驗項目 標準要求 1 Cl/%0.02 2 吸銨值/mmol/100g 130 3 比表面積/g 700 4 需水量比/%110 5 28d 活性指數(shù)/%90 4.1.3.細骨料細骨料 選用符合國家規(guī)范 GB50204、GB/T14684 和 JGJ/T 241-2011 要求的機制砂,其細度為中等粒度,細度模數(shù)為 2.63.0,優(yōu)先選用區(qū)砂。考慮到本工程中高
19、強混凝土的運距和超高泵送的要求,配制 C60 以上高強混凝土應控制細集料的石粉含量要求(標準要求:MB 值小于 1.4,石粉含量小于 5%;優(yōu)先選擇 MB 值小于 0.8,石粉含量小于 3%),對 0.315mm 篩孔的通過量不應少于 15%,對 0.16mm 篩孔的通過量不應少于 5%。砂子進場后應檢驗砂子的顆粒級配、亞甲藍等指標。根據(jù)以上要求選擇細骨料,其細度模數(shù) 2.63.0,主要檢測項目和檢驗標準如下所示。樣品名稱(規(guī)格)砂(中砂)序號 檢驗項目 標準要求 1 表觀密度(kg/m3)2500 2 堆積密度(kg/m3)1350 3 顆粒級配 公稱粒徑 累計篩余%區(qū) 5.00mm 100
20、 2.50mm 250 1.25mm 5010 630m 7041 315m 9270 160m 10090 4 細度模數(shù) 中、粗 2.63.0 5 泥塊含量(按質(zhì)量計,%)0.5 1.0 2.0 樣品名稱(規(guī)格)砂(中砂)序號 檢驗項目 標準要求 6 總壓碎值指標(%)25 4.1.4.粗骨料粗骨料(1)配制高強混凝土的粗骨料應選用質(zhì)地堅硬、最大粒徑不大于 25mm 的碎石。粗骨料母巖的抗壓強度應比所配制的混凝土抗壓強度高 20%以上。粗骨料中針、片狀顆粒含量不宜超過5%,且不得混入已風化顆粒,含泥量應不超過 0.5%,泥塊含量不宜大于 0.2%。(2)碎石進場后應進行篩分和含泥量檢驗。(3
21、)粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比:泵送高度在 50m 以下時,對碎石不宜大于 13;泵送高度在 50100m 時,宜在 1314;泵送高度在 100m 以上時,宜在 1415。根據(jù)上述要求,本工程初步選用 510mm 瓜米石和 520mm 或 1020mm 碎石兩級粗骨料配合成 520mm 連續(xù)級配骨料,其主要檢測項目和檢驗標準如下表所示。樣品名稱 碎石 序號 檢驗項目 標準要求 1 顆粒級配 方孔篩(mm)累計篩余%520mm 連續(xù)粒級 26.5 0 19 010 16 9.5 4080 4.75 90100 2.36 95100 2 針、片狀顆粒含量(按質(zhì)量計,%)C60 C55C30 C2
22、5 8 15 25 3 含泥量(按質(zhì)量計,%)0.5 1.0 2.0 4 泥塊含量(按質(zhì)量計,%)0.2 0.5 0.7 5 碎石壓碎指標值%(混凝土強度等級:C65C80)7(混凝土強度等級:C60C40)12(混凝土強度等級:C35)20 4.1.5.外加劑外加劑 C60 高強混凝土必須使用高效減水劑,其質(zhì)量應符合國家及地方現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定。高效減水劑的品種和摻量應通過與水泥的相容性試驗和混凝土試配后選定。高效減水劑進場后應檢驗其減水率、對混凝土凝結時間的影響及坍落度經(jīng)時損失等。根據(jù)以上要求,其主要的檢測項目及檢驗標準如下表所示:序號 試驗項目 性能指標 FHN HN 1 減水率/%不小于
23、25 18 25 18 2 泌水率比/%不大于 60 70 60 70 3 含氣量/%不大于 6.0 4 1h 坍落度保留值/mm 不小于 150 5 凝結時間差/min 90+120+120 6 抗壓強度比/%不小于1d 170 150 3d 160 140 155 135 7d 150 130 145 125 28d 130 120 130 120 7 28d 收縮率比/%不大于 100 120 100 120 8 對鋼筋銹蝕作用 對鋼筋無銹蝕作用 另外,混凝土外加劑供應廠商應根據(jù)施工方的施工要求,對其產(chǎn)品性能進行適當調(diào)整,并將調(diào)整方案及時上報。4.1.6.拌合水拌合水 C60 高強混凝土
24、使用自來水,為保證混凝土的入模溫度,在泵送 C60 高強混凝土時在外運輸過程做好隔熱、澆筑時采取防風、防雨、防曬措施,其質(zhì)量應符合國家及地方現(xiàn)行規(guī)范。4.1.7.其他其他 宜選用非堿活性骨料;當結構處于潮濕環(huán)境時,如受資源限制不能選用非堿活性骨料,可使用低堿活性骨料(砂漿棒法測定膨脹量不大于 0.06%),但混凝土中的含堿量必須小于 3kg/m3;嚴禁使用堿活性骨料。砂、石骨料必須定期檢驗其堿活性。檢驗方法參考有關標準。防止鋼筋銹蝕,鋼筋混凝土中的氯鹽含量(以 Cl-重量計)不得超過水泥重量的 0.2%;并滿足下述要求:以骨料重量(無水)的百分數(shù)計,粗骨料小于 0.04%,細骨料小于 0.08
25、%。對于預 應力混凝土,氯鹽含量應低于水泥重量的 0.06%。必須定期檢測砂中的 Cl 含量。4.2.配合比及配合比及 4.2.1.配合比基本要求配合比基本要求 C60 高強混凝土的配合比應滿足結構設計所要求的強度和耐久性能,施工工藝所要求的拌合物性能。通過試驗,經(jīng)現(xiàn)場試配確認合格后,方可正式使用。混凝土配合比強度(,cu of)按下式計算:,1.645cuocu kff+;式中:,cu of混凝土配合比強度(MPa);,cu kf混凝土立方體抗壓強度標準值(MPa);混凝土強度標準差(MPa)。C60 混凝土配合比設計應滿足下列要求(1)混凝土配合比的基本參數(shù)符合 JGJ55-2011、JG
26、J/T 241-2011、JGJ/T 281-2012 的規(guī)定。(2)28 天平均強度應超過要求標準強度+12MPa。(3)所有獨立立方體試塊應滿足 GB/T50081 的要求,采用 150mm x 150mm x 150mm 立方體試塊,強度要達到標準強度+5MPa。(4)水膠比宜控制在 0.260.32 之間,總用水量控制在 150170kg/m3。(5)在配制相同強度等級的混凝土時,機制砂混凝土的膠凝材料總量宜在天然砂混凝土膠凝材料總量的基礎上適當提高;對于配制高強度人工砂混凝土,水泥和膠凝材料總用量分別不宜大于 500kg/m3和 550kg/m3。(6)硅粉摻量不宜大于膠凝材料總量的
27、 10%,磨細礦渣粉摻量不宜大于膠凝材料總量的40%,粉煤灰摻量不宜大于膠凝材料總量的 30%。當采用兩種以上摻合料復合時,摻合料總量不宜超過膠凝材料總量的 40%。(7)當采用泵送工藝時,泵送混凝土的砂率宜為 38%45%,且通過試驗確定。(8)混凝土的可泵性,可用壓力泌水試驗結合施工經(jīng)驗進行控制。一般 10s 時的相對壓力泌水率 S10 不宜超過 40%。(9)高效減水劑的摻量經(jīng)試驗確定,保證混凝土坍落度、擴展度和倒坍落度筒留下時間滿足施工要求。4.2.2.配合比試配設計配合比試配設計 我局經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研分析并結合以往的成功經(jīng)驗,擬定三套方案,并對其配比性能做了對比,對比情況見下:試 配 表
28、 kg/m3混凝土配合比試配表配合比1#方案 2#方案 3#方案 水泥:430、礦渣粉:120、砂:662、石:1080、水:150、外加劑:8.25 水泥:350、礦渣粉:120、粉煤灰:36、硅粉:44、砂:670、石:1036、水:150、外加劑:14 水泥:300、礦渣粉:120、粉煤灰:50、微珠:50、硅粉:30、砂:680、石:1004、水:150、外加劑:16(根據(jù)情況使用適量沸石粉)特點流動性好、水化熱高 流動性好,保水性好、耐久性好、水化熱適中 流動性好、粘度低、保水性好、耐久性好、水化熱低、收縮低等復合型多功能混凝土。原材料中微珠、沸石粉當?shù)貨]有,需要外購;說明:工程所有
29、高強度等級(C60)的混凝土以及所有鋼管混凝土可參考該配合比設計表進行設計。經(jīng)過對比,針對重慶來福士高強混凝土的工程需求,我局認為 2#配合比具有大流動度、水化熱適中、價格合理等性能特點,因此我局超高泵送高強混凝土使用 2#配合比,在特殊部位如巨柱鋼構件、鋼筋密集處,對高強混凝土和易性、流動性、填充性要求較高區(qū)域優(yōu)選用 3#方案。4.3.生產(chǎn)控制生產(chǎn)控制 4.3.1 原材料管理原材料管理(1)原材料要有專人按原材料選擇要求采購,并有詳盡的采購記錄、保管記錄、調(diào)撥記錄等。(2)原材料廠家(供應商)一經(jīng)確定不可輕易變更,必須變更時需報經(jīng)總承包、監(jiān)理、業(yè)主同意方可采用,質(zhì)量要求同原材料選擇要求不變。
30、(3)原材料進場應立即按原材料選擇的質(zhì)量要求復檢,并做好詳細記錄。(4)各種原材料的運輸、儲存、保管和發(fā)放均應有嚴格的管理制度,防止誤裝、互混和變質(zhì)。各種原材料應在固定的堆放地點存放、并有明確的標志,標明材料的名稱、品種、生產(chǎn)廠家和生產(chǎn)(或進場)日期,避免誤用。(5)粗、細骨料應堆放在具有排水功能的硬質(zhì)地面上,存放時間不宜超過半年。骨料的堆放場地應搭建防雨棚,盡量減少因天氣變化引起的砂、粗骨料含水量的變化。防雨棚未搭建完成時,應嚴格測定粗、細骨料的含水率,宜每班抽測 2 次。(6)對袋裝粉狀材料應注意防潮;對液體外加劑應注意防止沉淀和分層。(7)炎熱季節(jié)時,為降低混凝土拌合物的入模溫度,原材料
31、應采取適宜、有效的降溫方法。儲存砂石及水泥等原材料時,應采取措施降低原材料的溫度或防止原材料升溫的遮陽蓬。4.3.2 計量計量 原材料計量應準確,應嚴格按設計配合比稱量,其允許偏差應符合下列規(guī)定(按重量計):(1)膠凝材料(水泥、微細粉等)1%;外加劑(高效減水劑或其他化學添加劑)1%;(2)粗、細骨料2%;拌合用水1%。4.3.3 攪拌攪拌(1)考慮到若遇到兩棟塔樓無法錯開澆注的情況,攪拌站必須滿足混凝土每小時產(chǎn)量不低于 90m3,確保施工現(xiàn)場混凝土澆注的連貫性。(2)高強混凝土攪拌的最短時間應符合設備說明書的規(guī)定,從全部材料投入算起的攪拌時間不得少于 2min,根據(jù)混凝土均勻程度可適當延長
32、攪拌時間。(3)炎熱季節(jié)攪拌混凝土時,應在集料堆場搭設遮陽棚,采用冰屑攪拌混凝土、水泥降溫等措施降低混凝土拌合物的溫度,以保證混凝土入模溫度不高于 35。新拌混凝土的出廠檢驗(1)攪拌站應對其生產(chǎn)的 C60 高強混凝土的工作性在出廠前進行每車檢測,并做好詳細記錄,經(jīng)檢驗合格后方可出廠,一般按每 50 方檢測一次。(2)每車必須檢測指標有:初始坍落度(220mm)、初始擴展度(600mm 以上)、初始倒筒時間(010s)、拌合物溫度(不超過 30),有無分層、離析。(3)除此以外攪拌站尚應階段性檢測:壓力泌水率、凝結時間、測定坍落度損失及耐久性指標。(4)每車混凝土出廠前均有專業(yè)工程師對攪拌料進
33、行觀察,初始判斷其質(zhì)量。混凝土運輸(1)混凝土應使用攪拌運輸車運送,運輸車裝料前應將筒內(nèi)積水排凈。(2)運輸過程中,嚴禁加水及任何其他物質(zhì)。(3)遇到雨水天氣,應做好防護,防止雨水流入料鼓內(nèi);高溫天氣,可考慮適當措施防止拌合物溫度升高。(4)攪拌運輸車到現(xiàn)場應高速旋轉 2030s,再將混凝土拌合物喂入泵車受料斗。4.4.混凝土澆筑施工混凝土澆筑施工(1)澆筑不同強度混凝土時,嚴格區(qū)分混凝土澆筑部位,防止不同標號的混凝土互摻。(2)混凝土施工時應注意對模板支撐體系進行監(jiān)測,保證支撐體系的穩(wěn)定性。(3)樓板混凝土必須一次連續(xù)澆灌,并在模板中以不少于每小時 2 米的速率均勻升起。混凝土的輸送不得引起
34、離析。(4)混凝土不許直接對準垂直模板面澆灌,而必須是在搗實過程中使混凝土流向模板面。在澆灌過程中必須留意不使砂漿濺到模板面上。(5)混凝土自由滑落的距離超過 2.5 米,則需采用傾斜的滑道進行處理。(6)混凝土必須在仍然有足夠塑性而可以足夠壓實時連續(xù)地澆灌到施工接縫為止。(7)在澆灌混凝土的整個時間內(nèi),都必須有一個合格鋼筋孔工不斷監(jiān)察澆灌過程,對移位變形的鋼筋要及時修復。(8)澆筑核心筒剪力墻及巨柱外包混凝土時,應采取分層澆筑,避免在某點集中澆筑。(9)做好施工人員的值班安排和現(xiàn)場調(diào)度,保證混凝土澆筑工作有序的進行。(10)應采用每分鐘不少于 10000 次的內(nèi)置振搗器。試塊的振搗則采用每分
35、鐘不少于 3000次的振動臺。(11)高溫氣候條件下的澆筑 若混凝土表面暴露于太陽高溫或干燥強風的條件下,養(yǎng)護方法必須能夠完全遮蓋混凝土表面,而且在最后搗實之后不超過 30min 就必須將混凝土遮蓋。如果混凝土仍未硬化時候表面就已出現(xiàn)了裂縫,則就必須再次搗實以便使裂縫閉合。混凝土在澆入模中時的溫度不得超過攝氏 30 度。必要時將骨料和配料用水預先冷卻等,以便使?jié)补嘀暗幕炷翜囟缺3衷跀z氏 30 度以下。混凝土構件內(nèi)的最高溫度不宜高于 75,而在混凝土內(nèi)任何兩點的溫度差值不能超過攝氏25 度。任何情況下,混凝土內(nèi)部溫度不可高于 85。(12)混凝土的輸送、澆灌和搗固,應在混凝土到達現(xiàn)場后 45
36、 分鐘內(nèi)完成。4.5.混凝土養(yǎng)護混凝土養(yǎng)護(1)拆模后,應立即向混凝土構件噴水,并用塑料薄膜覆蓋混凝土表面,薄膜接縫處至少重迭 400mm,且用 100mm 寬 PVC 膠帶完全密封。養(yǎng)護至少進行 10 天。其他養(yǎng)護方法需經(jīng)業(yè)主代表、設計師、監(jiān)理師批準后采用。(2)巨柱混凝土采取帶模養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不得少于 7 天,核心筒剪力墻混凝土采用防火地毯養(yǎng)護法進行養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不得少于 14 天。(3)夏季高溫天氣為防止新澆筑混凝土表面水分散失過快,在混凝土澆筑后及時進行養(yǎng)護,根據(jù)實際情況增加澆水養(yǎng)護次數(shù)保證表面濕潤,必要時用塑料布覆蓋嚴密,并保持塑料布內(nèi)有凝結水,嚴防混凝土裂紋的出現(xiàn)。4.6.混凝土的
37、檢驗混凝土的檢驗 4.6.1.取樣方法取樣方法(1)用運輸車送至工地的混凝土應在其下卸點進行取樣,進行拌合物性能檢測并制備立方體試塊。(2)混凝土試塊應在最后一次添加外加劑之后取樣制備,另外,每五批混凝土中,應在一批混凝土到場后,添加外加劑前,額外制備 4 塊立方體試塊,每一取樣應至少做二個 28 天齡期抗壓強度測試及保留一組標養(yǎng)試塊。4.6.2.新拌混凝土的現(xiàn)場檢驗新拌混凝土的現(xiàn)場檢驗 新拌混凝土拌合物運送到現(xiàn)場后,應在業(yè)主、監(jiān)理、攪拌站相關人員見證下,測定每車混凝土拌合物的工作性能,包括測定其坍落度、擴展度、倒筒時間、拌合物溫度(不超過 30),觀察有無分層、離析。拌合物坍落度和溫度超出指
38、標應退車處理。擴展度測定 L 型流動儀 30MPa 壓力泌水儀 混凝土離析系數(shù)測定儀 試件在受壓 U 型流動儀 為滿足本工程 C60 高強混凝土超高泵送的要求,混凝土工作性的檢測還應包括泵后混凝土工作性的檢測,如果泵后混凝土工作性不能滿足施工要求,攪拌站應及時查找原因并改善其混凝土的工作性能以利于現(xiàn)場施工,防止堵泵等現(xiàn)象的發(fā)生。混凝土的初凝時間應控制在 79 小時之間,終凝時間應控制在 1012 小時之間。為考察C60 高強混凝土的性能,施工現(xiàn)場尚應階段性檢測混凝土的壓力泌水率、凝結時間、坍落度損失、耐久性相關指標,檢驗結果作為施工現(xiàn)場混凝土拌合物質(zhì)量評定的依據(jù)。4.6.3.結構實體檢驗結構實
39、體檢驗(1)混凝土結構實體的強度檢驗方法 對混凝土結構實體強度檢驗方法:擬采用同條件養(yǎng)護試塊的強度代表值來判斷實體強度的方法,即在混凝土澆筑地點制備并與結構實體混凝土條件養(yǎng)護條件相同的試塊強度為依據(jù),并按同條件養(yǎng)護試塊的評定方法來確定試塊的強度代表值即結構實體的強度方法。(2)同條件試塊留置原則 對混凝土結構工程中的各種混凝土結構強度等級,均留置同條件養(yǎng)護試件。同一強度等級的同條件養(yǎng)護試件,其留置數(shù)量應根據(jù)混凝土工程量和混凝土構件的重要性確定,不宜少于 10 組,且不應少于 3 組。同條件養(yǎng)護試件拆摸后,應放置在靠近相應結構構件或結構部位的適當位置,并應采取相同的養(yǎng)護方法。(3)留置方式 同條
40、件養(yǎng)護試件與標準養(yǎng)護試件制作時經(jīng)監(jiān)理單位現(xiàn)場見證取樣制作,并做好記錄。留置同條件混凝土試塊養(yǎng)護,模具拆除后采用格柵鋼筋箱放置于同時間澆筑的相同結構部位或接近部位上,與相同結構部位同等養(yǎng)護。同條件養(yǎng)護試件留置現(xiàn)場后必須采取有效措施進行保護,并設專職人員進行檢查,避免被 移動或破壞,保證試件的完整性。同條件養(yǎng)護試件留置后,設專職人員進行日溫度的登記,達到平均氣溫值累計 600/天時及時送檢,并將其試驗報告結果收集、整理歸檔,作為混凝土質(zhì)量的評定依據(jù)。混凝土標準養(yǎng)護試件應放在溫度 202、相對濕度 95%以上的標準養(yǎng)護室養(yǎng)護。(4)同條件試塊試驗條件 同條件養(yǎng)護試件應達到等效養(yǎng)護齡期時進行強度試驗。
41、等效養(yǎng)護:等效養(yǎng)護齡期應根據(jù)同條件養(yǎng)護試件強度與在標準養(yǎng)護條件下 28d 齡期強度相等的原則確定。等效養(yǎng)護齡期不應小于 14d,也不宜大于 60d。(5)結構實體強度確定 每一批混凝土,均應進行標準養(yǎng)護立方體試塊壓縮試驗,各三塊試塊分別用于 3 天、7 天、28 天和 56 天齡期。試驗室應注意 28 天和 56 天齡期時的高強度值,安排具有足夠加載力的,并經(jīng)計量檢驗和正確標定的壓縮試驗機。依據(jù)混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范的規(guī)定,同條件養(yǎng)護試件的強度代表值根據(jù)試件強度試驗結果按現(xiàn)行國家標準 混凝土強度檢驗評定標準 的規(guī)定確定后,乘以折算系數(shù) 1.10后取用。混凝土結構施工期間,項目部逐日統(tǒng)計
42、當日的日平均溫度,日平均溫度統(tǒng)一以當?shù)貧庀蟛块T公布的氣溫為計算依據(jù),做好記錄,以便指導同條件養(yǎng)護試件的及時送檢。4.7.高強混凝土的溫度控制高強混凝土的溫度控制 4.7.1.混凝土溫度控制技術概述混凝土溫度控制技術概述 由于重慶地區(qū)夏季氣溫較高,最高氣溫約 38,平均氣溫約 35,給配制大流動度高強混凝土帶來諸多不便:、混凝土拌合物工作性的經(jīng)時損失控制難度較大;、混凝土拌合物溫度的升高導致硬化后混凝土中心溫度過高,最終導致混凝土產(chǎn)生開裂。我局將研究降低最高溫度和溫度梯度的各種方法,并在不晚于第一次開灌高強度混凝土前八周提交詳細溫度控制方案。針對重慶來福士廣場項目招標文件的技術要求,結合我局以前
43、高強混凝土的控溫經(jīng)驗,初步制定如下經(jīng)濟、實用的混凝土溫度控制方案:(1)原材料降溫 原材料溫度對混凝土拌和物溫度的影響程度從大到小排序為:碎石溫度水溫砂溫度水泥溫度,它們每升降 10,混凝土拌和物溫度分別升降 3.5、2.8、2.5和 1。氣溫對混凝土拌合物溫度的影響程度大于原材料溫度的影響,當氣溫上升或下降 10,混凝土拌合物隨之升高或下降 8.7。原材料遮陽蓬 (2)加碎冰、冰水降溫 通過加入冰水或碎冰來生產(chǎn)預拌混凝土能有效降低混凝土的入模溫度。實際上,配制高強混凝土的用水量較少,冰水或碎冰取代水的用量有限,因此要結合其他降溫技術才能使高強混凝土拌合物的溫度降到 30;將冰塊破碎成冰渣后在
44、混凝土使用 4.7.1.1.施工中具體降溫措施施工中具體降溫措施 綜合考慮經(jīng)濟、高效、便利等因素,供應重慶來福士廣場項目的商品混凝土攪拌站采用優(yōu)化配合比,水泥預冷、加冰水和碎冰攪拌等溫度控制措施來降低混凝土拌合物溫度,最主要的措施有:(1)優(yōu)化配合比,降低水泥用量,適當增加摻合料用量。(2)水泥降溫,在高溫季節(jié)攪拌站進庫的水泥溫度從常規(guī)的 90105降低到 60左右,攪拌站可通過改進水冷卻工藝,進一步降低水泥溫度,確保高強混凝土能夠使用低溫水泥。(3)生產(chǎn)高強混凝土時,通過改用加碎冰代替水的方法,明顯降低混凝土拌合物溫度。(4)通過在砂、石堆場搭設遮陽棚,避免骨料受到太陽直射,降低骨料溫度。(
45、5)將高強混凝土的澆注時間改為夜間進行。重慶當?shù)匕滋炫c夜晚的溫度相差約 68,夜間澆筑混凝土,一方面有利于降低混凝土拌合物溫度,另一方面由于骨料等原材料的溫度下降進一步降低了混凝土拌合物的溫度。(6)為了控制混凝土的入模溫度小于 30,降低混凝土最高溫升,施工時,在泵車水平輸送管整個長度范圍內(nèi)覆蓋一層麻袋,經(jīng)常灑水,以減少混凝土泵送過程中吸收太陽的輻射熱。4.7.1.2.配合比優(yōu)化降溫配合比優(yōu)化降溫 我局根據(jù)以往高強混凝土的配制經(jīng)驗和重慶永固新型建材有限公司的實際情況,對配合比進行了優(yōu)化。根據(jù)大體積混凝土施工規(guī)范(GB 50496-2009)進行了混凝土絕熱水化溫升的計算:根據(jù)公式 ()+=c
46、QFKmTc 式中 T-混凝土的絕對溫升()cm-1m3混凝土的水泥用量(Kg/m3),K-取 0.33,F(xiàn)-1m3混凝土摻合料用量(Kg/m3)Q-水泥 28d 水化熱 kJ/kg,計算時取 375kJ/kg c-混凝土比熱,計算時取 0.97kJ/kgK-混凝土的重力密度,取 2400kg/m3 以上數(shù)據(jù)在施工手冊中查表得到:1#方案配合比的絕熱溫升:()()75240097.03751203.0430cQKFmTct=+=+=2#方案配合比的絕熱溫升:()()66240097.03752003.0350cQKFmTct=+=+=3#方案配合比的絕熱溫升:()()60240097.0375
47、2503.0300cQKFmTct=+=+=經(jīng)理論計算,通過配合比優(yōu)化,可以降低混凝土的絕熱水化溫升 15。綜上所述,通過采用配合比優(yōu)化、原材料降溫、混凝土拌合物降溫等技術手段,可以滿足重慶來福士項目高強混凝土的控溫要求。4.7.1.3.液氮降溫技術液氮降溫技術 液氮在與四周的介質(zhì)接觸后,吸收了其他介質(zhì)的熱量,汽化后氮氣排入大氣中,這樣由液氮的汽化潛熱、氮氣比熱以及氮氣起始溫度和排出溫度即可計算出 1kg 液氮液化后所能吸收的熱量,公式如下:式中:q汽化 1kg 液氮吸收熱量 kJ/kg;r液氮汽化潛熱 kJ/kg;CPN氮氣比熱 kJ/kgK;T1氮氣初始溫度=-195.8;T2氮氣排除溫度
48、=0。1m3混凝土拌合物降低 1所消耗液氮按下式計算:式中:rb混凝土相對密度,取值 2450kg/m3;Cpb混凝土比熱,取值 0.96kJ/kgK;p熱交換效率,取值 0.8。經(jīng)計算 1m3混凝土拌合物溫度降低 1需耗用液氮 7.35kg。但實際上,經(jīng)我局在廣州進行的 C70C90 高強混凝土用液氮降溫實驗表明,液氮降溫的成本較高,而且需要專業(yè)的人員、設備才能達到滿意的效果。我局在廣州進行的混凝土液氮降溫實驗 4.7.2.混凝土的裂縫控制混凝土的裂縫控制 混凝土裂縫的出現(xiàn)會降低結構的抗?jié)B能力,引起鋼筋銹蝕的加速,使得混凝土的碳化更加嚴重等,從而降低結構的耐久性。我局將針對本工程的實際情況進
49、行分析,采取有效的措施預防混凝土裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,確保建筑物構件安全穩(wěn)定地工作滿足結構耐久性要求。4.7.2.1.混凝土裂縫的種類及形成原因混凝土裂縫的種類及形成原因 結合工程的實際情況,將混凝土裂縫按其形成原因進行分類如下:序號 裂縫種類 形成原因 主要出現(xiàn)部位1 混凝土自身特點形成裂縫 混凝土是粗集料、細集料、水泥石、水和氣體所組成的非均質(zhì)堆聚結構,混凝土在凝結硬化時,會產(chǎn)生體積變形,即為混凝土自身收縮;當溫度、濕度變化時,混凝土中水泥石的干燥和冷卻收縮大,而集料的干燥和冷卻收縮小,同時水泥石和集料之間相互粘結而約束,會產(chǎn)生內(nèi)部應力導致變形和裂縫。這些即是由于混凝土自身特性所產(chǎn)生的變形和裂
50、縫。所有結構部位 2 沉陷收縮裂縫 沉陷收縮裂縫產(chǎn)生的原因主要是混凝土流動性過大和流動性不足以及不均勻,在凝結硬化前沒有沉實或者沉實不夠,當混凝土沉陷時受到鋼筋、模板抑制以及模板移動、基礎沉陷等所致。沉陷收縮裂縫在混凝土澆筑后 13 小時出現(xiàn),裂縫的深度通常達到鋼筋上表面。墻柱結構,巨柱混凝土 3 干縮裂縫 現(xiàn)澆混凝土表面,在混凝土終凝后,由于無恰當養(yǎng)護措施,混凝土受外部條件影響,表面水分損失過快,變形大,內(nèi)部濕度變化較小變形較小,較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束,產(chǎn)生較大拉應力而產(chǎn)生裂縫。巨柱混凝土 4 塑性收縮裂縫 在水泥活性大、混凝土溫度較高,或在水灰比較低的條件下會加劇引起塑性收縮
51、開裂。因為這時混凝土的泌水明顯減少,表面蒸發(fā)的水分不能及時得到補充,這時混凝土尚處于塑性狀態(tài),稍微受到一點拉力,混凝土的表面就會出現(xiàn)分布不均勻的裂縫,出現(xiàn)裂縫以后,混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進一步加大,于是裂縫進一步擴展。樓蓋板 5 溫度裂縫 在混凝土凝結硬化過程中,由于熱量的傳遞、積存,混凝土內(nèi)部的最高溫度大約發(fā)生在澆筑后的 35 天,因為混凝土內(nèi)部和表面的散熱條件不同,所以混凝土中心溫度高,形成溫度梯度,造成溫度變形和溫度應力。溫度應力和溫差成正比,溫差越大,溫度應力也越大。當這種溫度應力超過混凝土的內(nèi)外約束應力(包括混凝土抗拉強度)時,就會產(chǎn)生裂縫。這種裂縫的特點是裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑后的 3
52、5 天,初期出現(xiàn)的裂縫很細,隨著時間的發(fā)展而繼續(xù)擴大,甚至達到貫穿的情況。核心筒剪力墻,巨柱混凝土柱 6 安定性裂縫 安定性裂縫表現(xiàn)為混凝土結構龜裂,主要是原材料原因即水泥安定性不合格而引起的。所有結構 7 化學反應引起裂縫 由于混凝土澆筑、振搗不良或者是鋼筋保護層較薄,空氣中的各種有害物質(zhì)進入混凝土后發(fā)生化學反應,使鋼筋產(chǎn)生銹蝕,銹蝕的鋼筋在混凝土內(nèi)部不斷的積累后,體積膨脹,導致結構脹裂。混凝土自身存在及混凝土拌和后會產(chǎn)生一些堿性離子,這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學反應并吸收周圍環(huán)境中的水而體積增大,造成混凝土酥松、膨脹開裂。堿墻柱結構,樓蓋結構 序號裂縫種類 形成原因 主要出現(xiàn)部位骨料反應
53、裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結構中最常見的由于化學反應而引起的裂縫,一般出現(xiàn)中混凝土結構使用期間,一旦出現(xiàn)很難補救。4.7.2.2.混凝土裂縫的防治措施混凝土裂縫的防治措施 混凝土裂縫多種多樣,形成原因復雜,我局將根據(jù)混凝土裂縫形成原因,針對本工程不同的結構部位采取有效的預防措施,控制本工程的混凝土裂縫產(chǎn)生在規(guī)范允許范圍內(nèi)。序號 結構部位可能出現(xiàn)主要裂縫形式 預防措施 1 地下室墻干縮裂縫、沉陷收縮裂縫 選用收縮量較小的水泥,摻加活性礦物摻合料取代部分水泥,降低水泥的用量;在混凝土配合比設計中控制好水灰比,摻加合適的減水劑,混凝土的用水量不能大于配合比設計所給定的用水量;合理設置施工后
54、澆帶;保證混凝土適當?shù)娜肽L涠龋_保混凝土不泌水不離析,加強施工管理,確保混凝土振搗密實減少骨料沉陷收縮;加強混凝土的早期養(yǎng)護,并適當延長混凝土的養(yǎng)護時間,防止混凝土表面水分蒸發(fā)干燥收縮產(chǎn)生裂縫。2 核心筒剪力墻 溫度裂縫、沉陷收縮裂縫、干縮裂縫 本工程塔樓核心筒剪力墻混凝土強度等級高,截面尺寸大,屬于高強大體積混凝土結構。混凝土配制中,在保證混凝土強度要求的情況下,采取選用高標號水泥(PO 型 42.5R 級),摻加高效減水劑,摻加粉煤灰、等有效措施降低化學反應水化熱;在混凝土施工中盡量避開高溫天氣,采取在拌和水中加冰塊等措施降低混凝土入模溫度,采取分層澆筑等利于混凝土散熱的施工方法施工;
55、在混凝土模板外表面覆蓋塑料薄膜保溫,以降低混凝土散熱過程中的內(nèi)外溫度梯度等,有效避免混凝土溫度裂縫。本工程核心筒剪力墻強度等級高(C60),混凝土粘性大,嚴格控制粗骨料粒徑小于 20,在施工中加強過程管理采取二次振搗等措施使混凝土振搗密實,可以確保混凝土在硬化過程中不至于因為沉陷收縮產(chǎn)生裂縫。加強混凝土后期養(yǎng)護,保持混凝土濕潤可以控制混凝土表面的干縮開裂。3 巨柱 自身收縮裂縫、塑性收縮裂縫 本工程巨柱混凝土強度等級為 C60,為高強混凝土,由于其水泥用量大導致混凝土自身收縮較大,我局將摻加磨細礦粉、粉煤灰等礦物摻合料取代部分水泥,預防混凝土收縮。同時在混凝土中摻加適量膨脹劑,有效補償混凝土收
56、縮。混凝土澆筑采用人工振搗的方式施工,可以確保混凝土內(nèi)部密實,能有效預防混凝土沉陷收縮裂縫的產(chǎn)生。4 所有結構部位 自身裂縫、安定性裂縫、化學反應引起的裂縫等 對于混凝土的這些裂縫,在保證混凝土原材料質(zhì)量的情況下可以有效預防。我局將控制混凝土原材料質(zhì)量,嚴格按照國家規(guī)范及地方規(guī)定要求對混凝土原材料進行抽樣檢驗,使用的混凝土原材料必須抽檢合格,有出廠合格證及復檢報告。同時各原材料的各種性能及指標還必須滿足本工程的特殊要求。同時加強后期養(yǎng)護可有效防止裂縫的產(chǎn)生。4.8.超高泵送混凝土施工主要措施超高泵送混凝土施工主要措施 4.8.1.模擬柱模擬柱 應在高強度混凝土柱施工前,在現(xiàn)場為每一個配合比建造
57、兩根模擬柱,以演示其施工方法和溫度控制技術,滿足設計師的要求。模擬柱中應包括實際工程中典型柱、墻的配筋條件。(1)模擬柱將用于檢查下述各事項,并得到各方認可:現(xiàn)場的質(zhì)量保證程序、坍落度調(diào)整和監(jiān)測程序、初凝時間和強度要求;型鋼安裝和鋼筋排設有足夠空間;模板具有足夠的密封性、剛度、良好的定位和表面質(zhì)量;滿足溫度控制要求的養(yǎng)護措施;取芯強度試驗(每根柱 12 個芯樣);鉆芯取樣;采用相應養(yǎng)護方法時的強度增長速度;由設計師指定的無損檢測。如果上述模擬柱未能證明方案能夠滿足技術要求,則需增加建造模擬柱,以證明其方案的可行性。(2)水化熱 模擬柱應證明此方案能滿足溫度控制的技術要求。每根模擬柱中應根據(jù)設計
58、師要求在 20 個部位埋設測點,并在澆筑后至少 72 個小時內(nèi)每隔 15 分鐘測量并記錄溫度。溫度測量應考慮到前述各項試驗的需要。(3)彈性模量 從每根模擬柱所用混凝土中制備 8 個150mm x 300mm 長的試樣。脫模后,將試樣端頭磨平,并水中養(yǎng)護至 28 天齡期,進行彈性模量測試。4.8.2.超高泵送混凝土施工順序超高泵送混凝土施工順序(1)泵水:根據(jù)管路長短,首先泵一至兩料斗清水以潤濕管路、料斗、混凝土缸。泵出的水首先泵入廢漿箱,隨后用塔吊吊回地面。廢漿箱如下圖所示:漿箱做法大樣(2)泵砂漿:將砂漿倒入料斗,砂漿采用與所泵混凝土同組分的砂漿配合比。同時砂漿必須充分攪拌,砂漿用量每 2
59、00m 管路約 1m3。(3)泵送混凝土料:在料斗內(nèi),砂漿余料還處在攪拌軸以上時,加入混凝土料,開始正常泵送。C6O 高強混凝土入模溫度不大于 35。(4)高強混凝土澆筑前應編制專項澆筑方案。4.8.3.環(huán)保措施環(huán)保措施 4.8.3.1.減震降噪減震降噪 由于重慶來福士項目位于重慶市繁華地段,并且裙樓商業(yè)樓要提前進行預驗收,因此,在上部結構還未封頂?shù)那闆r下,裙樓商業(yè)樓要進行裝修施工。如在泵送混凝土時,震動太大會導致裝修不能正常進行,而且較高位置發(fā)出的噪音沒有障礙物的阻擋會傳播很遠,也對周邊環(huán)境產(chǎn)生不良影響。因此,在泵送混凝土時,減震降噪尤為重要。(1)從設備自身減震降噪 對于管道,采用可以有效
60、消除震動及噪音的混凝土輸送管固定裝置,它包含帶有下夾的支座和上夾,支座固定于支承墻面或地面上的減震器,支座通過減震器內(nèi)預置螺栓與減震器連接,或者在減震器頂部設有型鋼支板,型鋼支板再通過減震器內(nèi)預置螺栓與支座連接。對于發(fā)動機,采用多級消聲裝置,匹配大規(guī)格的元器件;并盡量降低發(fā)動機的運行負荷。(2)施工現(xiàn)場減震降噪 在泵送設備已有降噪措施的同時,在泵送設備安放處采用隔音吸震材料搭建混凝土泵隔音降噪室進行隔音降噪,室內(nèi)須配置排風系統(tǒng)、降溫系統(tǒng)等。把噪音污染降至最低。預計噪音值可降至 87dB 如下圖:泵機隔音棚 4.8.3.2.管道清洗管道清洗 泵送結束后,任何情況下都應將混凝土缸、S 閥、料斗、輸
61、送管清洗干凈。(1)管道中混凝土利用 當管路中殘留混凝土能都用于施工現(xiàn)場時,停止供料。輸送管混凝土殘留量約為 12.3L/m。泵送即將結束,可泵送 23m3砂漿,將混凝土頂出,再泵水將砂漿頂出,最大限度利用管道中的混凝土,減少混凝土浪費和對施工環(huán)境的污染。(2)不可利用混凝土廢渣外運及處理 在完成施工作業(yè)后,采用清水從泵管頂注入,倒出管內(nèi)混凝土,經(jīng)過多次沖洗至管內(nèi)干凈。把沖出的混凝土廢渣集中后用攪拌輸送車車輛拉至攪拌站。廢渣運到攪拌站后經(jīng)過多次沖洗,廢渣內(nèi)的砂石可重新利用。管道清洗 (3)可利用廢水回收 在混凝土廢渣基本清洗完成后,對清洗的廢水進行回收利用,既可做回收水洗利用,又可對避免環(huán)境污
62、染。廢水回收利用方法:在泵旁邊建一個水池或配置二個水箱(容積約 9 立方米),接二個 2-3 的水管到兩臺泵旁邊,做水洗之循環(huán)利用。廢水利用示意 4.8.4.泵送系統(tǒng)的正常保證措施泵送系統(tǒng)的正常保證措施 超高壓泵采用兩臺柴油機分別驅(qū)動兩套泵組。應用雙動力功率合流技術,平時兩套泵組同時工作,當一組出故障時可切斷該組,另一組仍維持 50%的排量繼續(xù)工作,避免施工過程中斷造成的損失,既可同時工作提高效率,也可單獨作業(yè),當 1 臺發(fā)生故障啟用備用發(fā)動機繼續(xù)工作,提高施工過程的可靠性。由于泵送最大高度達 268.35m,管道內(nèi)的混凝土對混凝土活塞反壓極大,針對這一關鍵工況特點,采用特制高壓混凝土活塞。布
63、管應根據(jù)混凝土的澆注方案設置并少用彎管和軟管,盡可能縮短管線長度。本工程管道沿樓地面或墻面鋪設,為了減少管道內(nèi)混凝土反壓力,在泵的出口可布置 90m 的水平管及若干彎管。4.8.4.1.管道夏季隔熱管道夏季隔熱 重慶夏季最高氣溫達 40,需采取措施保證泵管內(nèi)混凝土在輸送過程不至于失水。對暴露在陽光照射下的管道覆蓋濕草簾被,并定時灑水,避免臨時停機而長時間等待過程中,管內(nèi)混凝土失水。4.8.4.2.泵送系統(tǒng)的安全保障泵送系統(tǒng)的安全保障(1)隨著樓層的增高,在泵送過程中,管內(nèi)混凝土的壓力會越來越大,為防止輸送管爆裂傷人,沿水平輸送管兩側設置泵管維修通道,通過木多層板或壓型鋼板將維修通道同其他區(qū)域隔
64、離,設置維修人員出入口,并嚴禁閑雜人等進入。(2)專人定期(施工 5 層左右)用超聲波測厚儀檢測水平段與垂直初始段輸送管的厚度,高壓管道厚度小于 5mm 則更換,普通管道的厚度小于 3mm 則更換,尤其彎頭部分更應該勤檢查。(3)每澆筑 10 層混凝土,應將管道徹底檢查一遍。檢查震動導致管卡以及管路支撐的螺栓是否擰緊,水平管在輸送混凝土 5000 立方左右進行(沿軸線)旋轉 180一次,10000 立方左右旋轉 90,15000 立方旋轉 180,以保證泵管內(nèi)壁均勻磨損。4.8.4.3.施工注意事項施工注意事項 開機前及操作中除了對泵機本身的正確操作及保養(yǎng)外,還需注意:(1)地面上要設有管道水
65、洗用的排水溝。(2)樓頂上需配置約 2m的廢料承接容器。(3)混凝土從運輸?shù)奖盟椭翝沧Ⅻc,時間不應超過 45min。(4)泵送前,先泵 1m水,再泵 23m砂漿,濕潤管道后,再泵送混凝土。(5)高樓泵送過程最好連續(xù)泵送,停頓時間最好不超過 15 分鐘;如泵送間斷時間或待料 時間超過 15 分鐘,約每隔 10 分鐘操作一次反泵+正泵,避免管道內(nèi)混凝土初凝,同時也避免料斗內(nèi)粗骨料沉積影響 S 管閥擺動。(6)C60 以上混凝土,粗骨料粒徑25mm,坍落度最好控制在 240 mm 左右。(7)混凝土壓力泌水率40%。(8)泵送時,注意觀察主系統(tǒng)壓力表變化,一旦壓力異常波動,先降低排量,再視情況反泵
66、1-2 次,再正泵。(9)樓面混凝土澆筑應采用退管法,即先從距垂直爬升管較遠處開始澆筑,通過拆管邊退邊泵,最后進行距爬升管較近處的混凝土澆筑。(10)對于超高層泵送時,可采用泵送砂漿直接水洗法,即要先泵 23m砂漿,再泵水進行水洗。砂漿的配比為水泥同砂子各為 1:1。.(11)每次管道清洗,必須將管道內(nèi)殘余混凝土清洗干凈。(12)定期檢查管道是否松動、漏漿;檢查眼鏡板和切割環(huán)的間隙。(13)配置超聲波測厚儀定期對超高壓管壁厚進行檢測,以防過度磨損而發(fā)生爆管。根據(jù)經(jīng)驗輸送管主要檢測點為水平管底部、彎管外側,特別是水平轉垂直管處的彎管,如檢測到管壁厚6mm,則需更換管路,防止爆管。(14)嚴格記錄
67、下每次混凝土泵送的情況,以及維修保養(yǎng)的時間、部位,易損件的更換情況。4.8.5.堵管的原因分析與處理堵管的原因分析與處理 4.8.5.1.操作不當造成堵管操作不當造成堵管(1)混凝土的坍落度過小時采取措施不當 當發(fā)現(xiàn)有一斗混凝土的坍落度很小,無法泵送時,應及時將混凝土從料斗底部放掉,嚴禁強行泵送。及時糾正罐車內(nèi)的混凝土坍落度,添加減水劑或者泵送劑,摻加劑量按照混凝土攪拌站技術要求進行。(2)停機時間過長 停機期間,應每隔 510min(具體時間視當日氣溫、混凝土坍落度、混凝土初凝時間而定)開泵一次,以防堵管。(3)管道未清洗干凈 上次泵送完畢,管道未清洗干凈,會造成下一次泵送時堵管。所以每次泵
68、送完畢一定要按照水洗規(guī)程將輸送管道清洗干凈。(4)泵送速度選擇不當 泵送時,速度的選擇很關鍵,操作人員不能一味地圖快,有時欲速則不達。首次泵送時,由于管道阻力較大,此時應低速泵送,泵送正常后,可適當提高泵送速度。當出現(xiàn)堵管征兆或某一車混凝土的坍落度較小時,應低速泵送,將堵管消滅在萌芽狀態(tài)。4.8.5.2.局部漏漿造成的堵管局部漏漿造成的堵管 由于砂漿泄漏掉,一方面影響混凝土的質(zhì)量,另一方面漏漿后,將導致混凝土的坍落度減小和泵送壓力的損失,從而導致堵管。漏漿的原因主要有以下幾種:(1)輸送管道接頭密封不嚴 輸送管道接頭密封不嚴,管卡松動或密封圈損壞而漏漿。應緊固管卡或更換密封圈。(2)眼鏡板和切
69、割環(huán)之間的間隙過大 眼鏡板和切割環(huán)磨損嚴重時,二者之間的間隙變大。須通過調(diào)整異形螺栓來縮小眼鏡板和切割環(huán)之間的間隙,若已無法調(diào)整,應立即更換磨損件。(3)混凝土活塞磨損嚴重 操作人員應經(jīng)常觀察水箱中的水是否渾濁,有無砂漿,一旦發(fā)現(xiàn)水已渾濁或水中有砂漿,表明混凝土活塞已經(jīng)磨損,此時應及時更換活塞,否則將因漏漿和壓力損失而導致堵管,同時還會加劇活塞和輸送缸的磨損。(4)因混凝土輸送缸嚴重磨損而引起的漏漿 若每次更換活塞后,水箱中的水很快就變渾濁,而活塞是好的,則表明輸送缸已磨損,此時需更換輸送缸。4.8.5.3.非合格的泵送混凝土導致的堵管非合格的泵送混凝土導致的堵管 用于泵送的混凝土必須符合泵送
70、混凝土的要求,并不是所有的混凝土都可以拿來泵送,非合格的泵送混凝土將加劇泵機的磨損,并經(jīng)常出現(xiàn)堵管、爆管等現(xiàn)象。(1)混凝土坍落度過小 混凝土坍落度的大小直接反映了混凝土流動性的好壞,混凝土的輸送阻力隨著坍落度的增加而減小。泵送混凝土的坍落度一般在 200mm 左右。坍落度過小,會增大輸送壓力,加劇設備磨損,并導致堵管。坍落度過大,高壓下混凝土易離析而造成堵管。骨料級配,對提高混凝土的泵送性能和預防堵管至關重要。(2)水泥用量過少或過多 水泥在泵送混凝土中,起膠結作用和潤滑作用,同時水泥具有良好的保水性能,使混凝土在泵送過程中不易泌水,水泥的用量也存在一個最佳值,若水泥用量過少,將嚴重影響混凝
71、土的吸入性能,同時使泵送阻力增加,混凝土的保水性變差,容易泌水、離析和發(fā)生堵管。一般情況下每立方米混凝土中水泥的含量應大于 320kg,但也不能過大,水泥用量過大,將會增加混凝土的粘性,從而造成輸送阻力的增加。(3)砂漿量太少或配合比不合格導致的堵管 1)砂漿用量太少 因為首次泵送時,攪拌主機、混凝土輸送車攪拌罐、料斗、管道等都要吸收一部分砂漿,如果砂漿用量太少,將導致部分輸送管道沒有得到潤滑,從而導致堵管。正確的砂漿用量應按每 200m 管道約需 0.5m3砂漿計算,攪拌主機、料斗、混凝土輸送車攪拌罐等約需 0.2m3左右的砂漿。因此泵送前一定要計算好砂漿的用量。砂漿太少易堵管,砂漿太多將影
72、響混凝土的質(zhì)量或造成不必要的浪費。2)砂漿配合比不合格 當管道長度大于 200m 時,用 1:1 的水泥砂漿(1 份水泥/1 份砂漿),水泥用量太少也會造成堵管。因此,在泵送前要計算好砂漿用量,并控制好砂漿的配合比。4.8.6.堵管、爆管的處理措施堵管、爆管的處理措施 4.8.6.1.堵管堵管 超高層建筑泵送時,容易反泵,不容易發(fā)生堵管。若發(fā)生堵管,其部位一般出現(xiàn)在水平段彎管或錐管處,特別是水平段與垂直管相接的彎管處。堵管的處理方法,先進行反泵疏通,其它人員對堵管部位用榔錘敲打該處。若排除堵管無效,可先將液壓閘閥關閉,待泄壓后,清除堵管中的混凝土,接好管道,開啟液壓閘閥再繼續(xù)泵送。預防堵管措施
73、:泵送 150m 以上高層時,必須將混凝土坍落度控制在 200mm 以上。4.8.6.2.爆管爆管 爆管一般出現(xiàn)在泵機出口端附近的管道,特別是水平段與垂直管相接的彎管處。處理方法:關閉垂直管與水平管處的液壓閘閥并更換管道。4.9.我局承建的超高層建筑中高強(超高強)混凝土泵送技術統(tǒng)計我局承建的超高層建筑中高強(超高強)混凝土泵送技術統(tǒng)計 我局自 2007 年至今,承建了重慶第一高樓(重慶環(huán)球金融中心:329.2m)、廣州最高樓(廣州珠江新城金融中心(廣州西塔:437m)、深圳最高樓(京基 100 大廈:441m)、廣州東塔(在建:532m),積累了大量高強混凝土超高層泵送技術經(jīng)驗,培養(yǎng)了大批專業(yè)技術人才,可保障重慶來福士廣場項目高強混凝土超高層泵送的順利進行。建筑名稱 強度等級泵送高度/m 圖片展示 重慶環(huán)球(338.9m)在建 砼設計強度高,塔樓混凝土最高達 C60 和 C70,樓層結構砼泵送高度達 320 米。重慶環(huán)球金融中心 廣州西塔(437m)C60 432 C100 超高強混凝土 440 米超高泵送 C70 256 C80 411 C90 168 C100 440 深圳京基(441m)C60 440 C120 超高強混凝土 417 米超高泵送 C80 300 C120 417 廣州東塔(532m)在建 C60 532 東塔施工現(xiàn)場 C80 532