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摘要:高强混凝土因其较高的抗压强度、较强的抗变形能力、以及密度大、孔隙率低等性能,在我国超高层建筑中的应用越来越广泛,重要性也越来越高。随着我国超高层建筑天际线屡刷新高,高强混凝土的泵送高度也在不断的刷新,这对于高强高泵送混凝土的应用提出了越来越高的要求。
关键词:高强高泵送混凝土、T500、倒锥
1引言
目前为止我国高强高泵送混凝土的实际应用为上海中心C70高泵送混凝土,而徐家汇中心C80高泵送混凝土最高泵送高度为100米,强度等级更高,泵送高度也较高。在徐家汇中心C80混凝土供应前期,从T1主楼地下六层至地上四层共计浇筑C80混凝土3000m3,均采用汽车泵浇筑。
前期大量应用的数据和经验积累,促使我对于后期固定泵的应用以及泵送高度至100米的难度有新的认识。因此本文对C80高泵送混凝土在原先配合比的基础上,对配合比一些主要影响工作性能的材料进行横向比较,降低C80高泵送混凝土的粘性,改善泵送性能的一些研究。
2方案
2.1工程概况
徐家汇中心虹桥路地块位于上海市徐汇区,东临恭城路、南依虹桥路、西毗宜山北路、北靠规划路。T1塔楼总高370m,采用“劲性钢骨混凝土框架柱+钢框架梁+混凝土核心筒+腰桁架”的结构形式,地上70层,地下6层。其中,核心筒外围16根框架柱从地下6层开始浇筑C80混凝土直到泵送至100米高度。
2.2实验目的
徐家汇中心目前C80高泵送混凝土现场浇筑情况符合预期,现场前期浇筑均采用汽车泵,现场工作性良好。但是通过大量现场数据积累,我认为在后期采用固定泵浇筑时会碰到一定的难度,到时混凝土的工作性是否能保持良好的状态存一定的未知数。并且,C80高泵送混凝土搅拌的时间、运送的距离、天气的变化、项目现场固定泵的种类、水平泵的长度,均增加了一定的工作难度。因此,为保证C80高泵送混凝土后期顺利通过固定泵泵送至最终100米的高度,我认为及有必要进行此次降低粘性、改善泵送性能的研究。
本次实验主要以T500以及倒锥来测定料的粘性和松紧度,最后判断整体工作性和泵送性能。
2.3 对比选材
3 实验
3.1基础配合比
C80高泵送混凝土基础配合比
3.12 基础配合比实验
本次实验为保证充分反应C80高泵送混凝土的现场状态,实验所用的原材料均与实际生产所用原材料一致,后续作对比也使用相同的原材料。
以下为基础配合比实验数据
从以上基础配合比实验数据所反应的情况,基础配合比强度符合设计标准,料的初始工作性能良好,并且在经过4h后扩展度损失不是很大,料的工作性还能继续保持。但是,初始倒锥9s,料的粘性较大,在经过4h后倒锥10.5s,料的粘性在实际泵送过程中,汽车泵问题不大,后续用固定泵就有一定的难度。因此本次对比实验非常有必要,为降低料的粘性以及改善后续泵送性能,以及后续顺利泵送至100m高度提供更好的技术保障。
3.2水泥对比
在其他原材料不变的情况下,用掘荣PII52.5水泥与铜陵海螺PII52.5水泥在原有基础配合比的情况进行平行对比。
掘荣水泥主要性能指标:标准稠度130、初凝时间146min、终凝时间199min、比表面积328 m2/kg、强度R3(32.4Mpa)、R28(58.1Mpa)
以下为掘荣PII52.5水泥与铜陵海螺PII52.5水泥的对比数据及状态:
掘荣水泥相较于铜陵海螺水泥初始扩展度更大,4h扩展度损失相差不大。掘荣水泥早期强度相比铜陵海螺水泥发展较慢,但后期强度掘荣水泥更好。从T500以及倒锥实验以及结合料的状态所得,掘荣水泥相较于铜陵海螺水泥料的粘性更低,状态更松。
掘荣水泥虽然略优于海螺水泥,但是基础状态及数据差异不是过分明显,海螺水泥的供应量及品质较稳定,后期如有需要可以考虑替换水泥实际生产。
3.3 细骨料对比
在其他原材料不变的情况下,用淡化砂与河砂在原有基础配合比的情况进行平行对比。
本次实验用砂分别为原先使用的淡化砂以及对比用河沙,河沙主要性能指标如下:细度模数2.8、氯离子含量0.001%、含泥量1.9%、贝壳含量0.5%
以下为淡化砂与河砂的对比数据及状态:
从T500以及倒锥的数据得出,初始料性河砂相比淡化砂料性更粘,并且2h损失后河砂虽扩展度以及工作性尚可,但料的粘性已经无法满足固定泵泵送性。
细骨料的含泥量对整体C80的料的粘性影响很大,河砂无法满足实际泵送要求。
因此,淡化砂在C80高泵送混凝土的体系里更优于河砂。
3.4 微珠实验
在C80基础配合比的体系中,掺入一定量的微珠代替粉煤灰以降低料的粘性,来进一步检验微珠是否更易于泵送。微珠的掺量按照实际生产每20kg一个级别依次提高,通过实验来观察具体的可泵送性的改善情况以满足不同的泵送高度。
具体数据如下:
从T500以及倒锥数据可以得出:微珠对于料的粘性有较好的改善,并且在4h后也能较好的保持良好的工作性以及可泵送性能。在原有的体系内掺入一定量的微珠,对于本身的强度并无明显的降低。随着微珠的加倍应用,料的工作性能在4h后还能较好的保持,对于以后的微珠掺量的应用有很好的调整作用。
以实际生产角度,20kg微珠已经有较好的改善,随着泵送高度的增加后续再及时调整微珠掺量来应对泵送损失。
3.5 调整配合比
根据以上的实验选择合理的材料对原有基础配合比进行相应的调整,级配确定如下:
C80高泵送混凝土调整级配
4.应用
4.1砼生产
2021年1月4日徐家汇中心由于汽车泵送高度限制,首次采用高压固定泵来实际泵送C80混凝土。通过前期改善C80高泵送混凝土的粘性以及泵送性能的研究,来进一步验证实验的可行性,为未来泵送高度的增加提供一定的参考性。
由于当天上海平均气温8度,C80高泵送混凝土在运输过程中损失较小。因此在实际生产前考虑到各方因素,外加剂掺量降低0.2%来降低混凝土的粘性,进一步提高可泵送性能。此次实际生产配合比如下:
依据配合比的调整,C80高泵送混凝土出厂状态及数据如下:
扩展度:730*710mm,倒锥7s,T500(5s)
从料的工作性能上看良好,倒锥与T500显示料的粘性较低、较松,密切观察后续到项目现场实际损失情况以及泵送性能。
4.2砼泵送
当天混凝土运输时间较往常差异不大,从混凝土生产至搅拌车上固定泵泵送约一个半小时至二小时。到现场料的工作性能符合预期,基本无损失。高压固定泵泵送压力不高且稳定,泵送至出料口状态良好,泵送十分顺利。
固定泵出料口状态 固定泵泵压
从此次的调整以及料的泵送性能来看,前期的实验有显著的作用,对C80高泵送混凝土的粘性和可泵送性能改善明显。后期的实际生产还是以此次配合比为基础,通过生产出厂T500以及倒锥来判断料的粘性以及松紧度,以及泵送时高压固定泵的泵送压力来判断料的可泵送性。
5结论
本文为了后续C80高泵送混凝土顺利泵送至徐家汇中心100米高度,在原有配合比的基础上,通过对原材料的对比实验进一步论证,选择合理的原材料以及合理的方案进行调整,进一步降低C80高泵送混凝土的粘性、改善可泵送性能。结论如下:
(一)细骨料含泥量对于C80高泵送混凝土的粘性以及可泵送性能影响非常大,因此选择含泥量较低的细骨料对于砼泵送性有良好的反应。
(二)微珠的添加在C80高泵送混凝土的整个体系里有非常好的补充,对于高强高泵送混凝土的粘性以及可泵送性有较大的改善。
(三)通过T500和倒锥实验能很好的反应料的松紧度以及粘性,是高强高泵送混凝土实际生产非常有必要的观察手段。
(四)高压固定泵泵送压力的观察很有必要,对于项目现场混凝土的泵送性能有很好的判断作用。
参考文献:
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