摘要：通过一系列针对C60 机制砂高强混凝土技术论证试验, 成功应用于北京世纪财富中心工程核心筒墙体泵送施工,垂直泵送高度达130m ,混凝土和易性优异, 强度稳定。实践证明,机制砂完全可以取代天然砂应用于高强混凝土的泵送施工。
关键词：高强混凝土; 机制砂; 泵送施工
北京世纪财富中心工程由2 栋写字楼和1 座裙房组成,总建筑面积约1412 万m2 。该工程地下结构平面尺寸为东西向长116175m,南北向长8814m,地下4 层,最大埋深为- 20m,地上26 层,核心筒墙体混凝土地下4 层至地上26 层设计强度等级均为C60 ,墙体厚度为40～80cm,高度为4～615m,平均浇筑长度为28m,最大浇筑长度为42m,泵送垂直高度为130m。施工季节为2003 年10 月至2004 年12 月,期间经历了日最高温度达38 ℃的高温夏季,多风、空气干燥、昼夜温差大的春秋季和最低气温达- 15 ℃的严冬季节,给混凝土的泵送施工和裂缝控制带来较大的难度。
天然砂的替代品———机制砂,由于其资源综合利用和质量可以控制等特点而具有巨大的发展潜力,这正是我国经济建设中对原材料的要求,而在北方特别是北京地区知名建筑工程应用机制砂的还廖廖无几,机制砂高强混凝土的应用更不多见。这主要是一方面由于机制砂与天然砂外观上不同,施工和监理单位对其性质和应用不了解,另一方面,商品混凝土企业技术人员对机制砂混凝土的性能研究不够,工程应用的实践经验不多。
北京世纪财富中心作为市重点工程,在设计强度为C40 的6m厚基础底板超大体积混凝土施工中,机制砂混凝土以其料源充足、施工和易性好、以及与磨细矿粉良好的适应性得到成功利用。而对于C60 高强核心筒墙体混凝土的泵送施工存在着一定的技术难度,通过一系列的技术论证试验,和施工方共同努力,机制砂C60 高强混凝土泵送施工垂直高度达到130m,混凝土强度和结构裂缝控制均达到设计要求。
1原材料及性能
(1) 水泥 三河冀东低碱“盾石”P·O4215 级。
(2) 石 三河粒径5～25mm的低碱活性机制碎石。
(3) 砂 河北三河低碱活性机制中砂,性能指标如表1 所示。
(4) 拌合水 采用地下水。
(5) 外加剂 聚羧酸高效减水剂,冬季采用聚羧酸复合防冻剂。
(6) 矿物掺合料 山东德州Ⅰ级粉煤灰。
2技术论证试验
2.1C60 机制砂混凝土配制试验
原材料选定后进行试配试验,选定水胶比分别为:0135 、0132 、0129 、0126 、0123 进行系列试配。用水量控制在150～165kgPm3 ,高效减水剂掺量控制在015 %～112 % ,机制砂由于细度模数较大,砂率的选定宜略大,同时加大优质粉煤灰的掺量。在经过反复试验的基础上,提出C60 机制砂混凝土配合比如表2 所示。
2.2混凝土拌合物性能
(1) 坍落度、扩展度及经时损失 由于聚羧酸系高效减水剂的电荷排斥和空间阻隔及掺合料共同作用,使新拌混凝土出盘时坍落度在230mm、扩展度在600mm 以上,2h 后坍落度仍保持在200mm、扩展度在500mm以上,动态经时损失好于静态,试验结果如表3所示。
(2) 粘聚性 用倒置的坍落度筒测定混凝土拌合物的排空时间,均在15s 之内,2h 后均在20s 之内,动态效果更好,具体结果如表3 所示。说明混凝土拌合物不泌水、不粘稠、不板结,即混凝土拌合物很“软”,具有良好的流动性和保塑性, 可泵性好。
2.3混凝土抗压强度试验
按照试验室提供的配合比进行2 次试生产,每次生产2m3 , 分别成型各龄期3 组150mm 标准试件, 取其平均值。试验结果如表4 所示。
3混凝土的均匀制备
(1) 材料部门确保原材料的稳定供应,同时加强原材料的进站和堆放管理。
(2) 试验人员按批量进行原材料的检测,不符合要求的严禁使用。
(3) 搅拌机操作人员和质量检测人员共同努力,保证混凝土质量均匀稳定。同时根据季节变化和混凝土坍落度经时损失情况,合理调整出站坍落度。
(4) 采用地下水搅拌,控制出站混凝土温度,常温季节在25 ℃以内,冬施期间在10～15 ℃。
(5) 制定生产、运输方案,针对墙体混凝土浇筑速度较慢的特点,合理调配车辆,同时编制交通运输紧急预案,确保混凝土连续供应。
4混凝土的泵送施工
(1) 选用HBT285 混凝土拖式柴油泵,合理布置泵管,尽量减少弯头,泵送高程超过90m后用高压泵管。
(2) 泵管接口处密封,消除接口处漏浆、漏气,减少泵送过程中压力损失,泵管穿越楼层处均采用型钢固定,以减少泵送中的震动。
(3) 在高温季节和严冬季节, 对泵管采取保温措施, 减小环境温度对泵送过程中混凝土温度的影响。
(4) 严格控制入泵混凝土的和易性,入泵坍落度控制在(200 ±20)mm,同时测定混凝土的排空时间在25s之内, 超出此范围的混凝土不得入泵,保证混凝土的和易性良好,不离析,不泌水,不板结。
5结语
(1) 北京世纪财富中心已接近结构封顶,在地下4层至地上26 层C60 高强混凝土的施工中,均采用性能优越的机制砂混凝土,实际泵送良好,目前垂直泵送高度已达130m,没有出现任何堵泵、堵管现象,泵送非常顺利。
(2) 实践证明,机制砂完全可以取代天然砂应用于高强混凝土的高层泵送施工,混凝土泵送效果良好。
(3) 对于机制砂高强混凝土的高层泵送,必须进行充分的技术论证试验,根据试验结果指导施工,同时加强现场的泵送施工管理。
(4) 应用新型聚羧酸类外加剂的混凝土具有保塑时间长、高强和易于泵送施工等特点。
(5) 通过本工程的实践,对于机制砂高强混凝土在北京市重点工程的应用具有一定的借鉴意义。
参考文献:
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