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混凝土技术论文

混凝土技术论文

混凝土技术论文范文第1篇

关键词:水利施工;技术创新;混凝土施工

1水利工程混凝土施工技术创新

1.1混凝土坝的应用

1.1.1利用新型的人工生产系统进行混凝土骨料的加工生产是目前混凝土坝施工中常用的生产方式,通过该施工技术,可以令混凝土坝整体强度得到有效提升,从而满足工程强度需求。

1.1.2利用大型搅拌设备进行混凝土的搅拌可以更好的提高混凝土性能,完善系统作业,这是目前我国水利工程混凝土技术达到国际水平的标志,并且这种方式能够有效提高混凝土的使用性能和强度性能。

1.1.3有效控制混凝土裂缝的产生。通过补偿收缩的方式降低裂缝的产生率,该技术主要利用在坝体的施工中,通过控制混凝土热胀冷缩,从而减少裂缝的出现。主要是控制混凝土结构温度,从而在混凝土表面形成混凝土保护膜。

1.1.4混凝土施工中目前应用效果最为显著的便是组合钢模板技术。施工中模板的使用不可或缺,但是由于模板使用成本较高,同时也对混凝土结构的美观度、质量度都有着很大的影响。尤其对于水利工程这种大型施工项目而言,组合钢模板的应用具有重要意义,不但能够满足混凝土结构质量的要求,同时不会影响混凝土结构的美观,组合钢模板在未来一定会不断的完善,应用也将更为广泛。

1.2变态混凝土的应用

这种混凝土施工技术是我国独创的施工技术,但是在实际的应用中取得了良好的效果,因此在水利施工领域得到了广泛的认可。相比较于其他混凝土,变态混凝土在层面结合方面并没有本质上的差异,但通过对其性能的改良,变态混凝土可以降低混凝土结合不良的问题,无论施工中,现场对混凝土质量要求如何变化,通过变态混凝土的利用都可以予以满足。同时该种混凝土的实用性相对较高,且具有一定的经济效果。这项技术是我国在原有混凝土施工技术的基础上加以改良的创新技术,随着该项技术在实践中不断得到完善,在未来必然会受到更加广泛的关注。

2水利工程混凝土施工特点

不同于普通混凝土施工,水利工程混凝土施工具有一定的技术独特性,与普通混凝土施工相比有着质的不同。首先在设计上,水利工程混凝土施工对于混凝土施工条件以及混凝土强度要求严格,要求混凝土结构在不同环境下满足不同的使用要求,达到不同的效果。对其施工技术特点进行总结主要包括以下几点:首先,水利工程项目施工周期长,时间跨度相对较大,因此混凝土施工的季节性相对较长。其次,由于混凝土施工是水利工程整体施工的主要内容,因此其施工周期相对较长,且工程量也相对较大。另外,由于混凝土施工技术会涉及多学科内容,且施工过程中容易受到外界环境和因素的干扰,因此其施工技术相对复杂。最后,由于混凝土本身特性,要求施工过程中必须严格控制温度,以保证混凝土结构质量。

3水利工程混凝土配料要求

3.1要求

配料质量直接影响着混凝土整体强度,因此在施工过程中首先需要保证配料符合混凝土设计要求,同时配料的和易性也需要满足混凝土的设计要求,即保证配料的粘聚性、流动性以及保水性等能够满足混凝土和易性要求。在施工中混凝土在流动的状态下能够均匀密实的填满模板,这种性能便是流动性,混凝土的流动性会直接影响结构质量能否满足设计要求,并且混凝土的坍落度也受到流动性的影响。除此之外,浇筑施工、振捣作业的难易、施工周期都会受到混凝土到场后其流动性的影响。流动性符合施工设计要求的混凝土能够满足施工质量保证需求,反之则会影响混凝土质量。而混凝土离析现象的发生是影响混凝土质量的关键因素,离析问题主要发生在浇筑和运输过程,而离析问题的最本质起因是由于混凝土粘聚性不良。产生离析的混凝土在入模后拌合物无法保持整体性,并且经过振捣其均匀性发生改变,混凝土混合料中骨料不受水泥包裹而向上走,水泥则下沉,导致表面只有骨料。另外,混凝土的密实度差、保水性差都会影响混凝土结构质量,降低混凝土的耐久度,其结构的使用寿命也必然会受到影响。

3.2预防裂缝

3.2.1配料应当严格遵守设计配合比进行,在建筑混凝土过程中严禁现场加水,并且应当合理地安排施工顺序。此外,为了防止产生薄弱部分,在建筑过程中,停留在交界面的时间不宜过长。为了防止相邻坝块之间过大的侧面和高差的暴露,在建筑混凝土时应当采用均匀上升、薄层以及短间歇的方法防止建筑过程的停歇。并且施工中也需采取以下必要措施:混凝土初凝后,二次抹面,清除积水以防产生早期干缩裂缝。混凝土拌合人员在混凝土坍落度选择时需及时联系工地现场技术人员,调整混凝土的配合比时要以构件截面大小、配筋疏密和施工振捣等因素作依据。坍落度在钢筋较密或构件截面较小时变大,在特殊的浇注部位如斜坡等时减小。3.2.2混凝土原料决定了混凝土品质,原料的品质以及配合比是决定混凝土力学、热学等性能的关键,科学合理的原料可以降低混凝土裂缝的产生,提高其抗裂、绝热能力。因此利用对混凝土水化热的控制可以有效减少混凝土结构内外温差。在实际应用中可以选择降低水泥用量以减少混凝土凝结过程中的水化热,或选择低热水泥。通过降低用水,加入外加剂提高混凝土和易性以及强度。此外加入适当的减缩剂以及膨胀剂可以降低材料膨胀系数,选用级配材质适宜的骨料可避免收缩过量产生的收缩裂缝。通过控制水灰比,可以有效降低强度离差系数,控制砂中含水率,也可以提高混凝土强度。结构强度的增强能够有效降低混凝土固结过程中各类裂缝的产生率。

4搅拌以及浇注需要注意事项

冬季混凝土的性能受到温度影响会有所下降,但是在实践中发现,只要令新拌和的混凝土还温,令其强度达到临界点,就可以降低冻害对混凝土的影响。通常使用的措施有:

4.1防冻剂的使用

在冬季混凝土施工为了保证混凝土材料性能通常会使用暖栅、电热法以及蒸汽法对其温度进行保证,但是相对于这些方式,添加防冻剂不但可以降低投资成本和设备维修养护费用,在能源消耗的降低方面也效果显著,是一种较为简单实用的措施。

4.2蓄热保温措施

蓄热保温是目前冬季水利施工中,混凝土施工应用最为广泛的措施。这是由于该种措施成本较低,且操作简单。主要将覆盖物覆盖到混凝土结构上,由此降低混凝土水泥水化热产生的温度的散失,从而保证混凝土入模后不会受到外界环境温度的影响。一般覆盖材料有岩棉被、塑料膜等,或用草袋、草帘、锯末、稻壳等来避免火灾。岩棉被或塑料膜是最好的选择,保温保水。

5结束语

通过上述分析可以看出,我国水利工程混凝土施工技术在实践中得到了完善发展,水利施工中,混凝土工程作为其最为核心的施工内容,对其施工技术的研究改进对推进我国水利建设事业的发展具有重要意义,同时也是对水利工程施工质量的有效加强。这就要求水利工程混凝土施工技术人员在实践工作中不断总结经验,以创新的思想开拓新的技术领域,更好的发展我国水利事业,令其发挥利国利民的作用。

作者:吴占森 单位:黑龙江省水利水电集团第二工程有限公司

参考文献

[1]谭秀彬.水利施工技术的进步与新发展[J].黑龙江科技信息,2013,23:243.

混凝土技术论文范文第2篇

1.1混凝土原材料的选择

在购买混凝土相关原材料的时候,要注意两个方面。一是应当根据工程的实际情况,选择适合工程的材料。不同的土木工程,对混凝土的体积、承载力的要求都是大不相同的,混凝土的特性也是不同的。举例来说:桥梁的大体积混凝土和高层建筑的混凝土所要选择的混凝土类型就有很大的差别。混凝土的性能直接取决于材料,所以在购置原材料的时候一定要注意工程本身的需求。除此之外,还应当注意在选购原材料的时候选择质量和信誉有保障的正规厂家,避免在采购环节就出现质量隐患。上述原则是对于选择骨料和水泥等的要求,对于水来说,很多施工单位都不注意,认为水都是一样的,其实这种观念是错误的,不同地区的水质是不同的,水也有酸碱性等性能上的差异,在选择水之前必须要进行细致的检验工作。除了骨料和水,必要时还要根据工程的需要购置一些外加剂。

1.2注意混凝土材料及混凝土的运输

原料的运输一般来说没有特别的要求,但是一定要注意尽可能地减少运输时间和减少振动,因为不断地颠簸很可能就会使混凝土的性能发生改变。运输时还应当特别注意的就是在阴雨天气下的运输是需要做好防雨工作的,否则,如果运输的是原材料,就会影响其性能,直接变成不能使用的材料;如果是混凝土的话,将会直接影响其混合料的配比要求。

1.3进行混凝土的配置

混凝土的配置并不是简单地将所有的材料堆放在一起进行搅拌即可,各种材料的比例和放置是有顺序的。当然这个顺序也不是固定的,是要根据当天的气候状况、施工进度等等外部的因素决定的。在配置混凝土的过程中,必须严格按照前期的相关实验数据进行,特别是水量的控制一定要精确,结合当天的天气来对水量进行控制。例如:在非常炎热的夏天,要考虑到水蒸发的作用,要适当地多放一些水,而在冬季还要防止水凝固成冰,要不断地搅拌。

1.4做好前期的其他准备工作

除了混凝土材料的购置、运输与配置外,还应当做好其他的一些前期准备工作。举例来说:很多桥梁的施工工程是需要大体积混凝土的,这些大体积混凝土往往需要多层浇筑,前期就要把场地清理干净,也要观察上一个处理环节是否已经完成。要对相关的隐蔽工程进行验收处理,也要确保模板支撑体系的牢固。最为重要的一点是一定要做安装好温度的测量工具,能够实时地了解混凝土的温度情况。

2土木工程混凝土施工相关技术分析

在施工中,也有很多的要点需要注意。要点有很多,文章拘于篇幅问题不可能一一罗列,在这里仅将重要的几个点进行阐述。首先,就是温度的控制。在前期的准备工作已经准备了测温管,但是还应当了解混凝土发热的原理来进行针对性的处理。混凝土的内部热量绝大部分是由水泥造成的,水泥遇水会发生反应,会放出大量的热量。那么在某些工期比较紧,天气比较炎热的情况下,混凝土的配置和浇筑尽量选择在太阳落山以后,或者尽可能选择一些水热化较低的混凝土类型,例如:硅酸盐水泥制成的混凝土。而在寒冷的冬天,则需要进行相关的保温措施,因为混凝土表面的迅速凝结会使内外的压力不尽相同,成型以后会造成裂缝的出现。其次,在浇筑时应当注意一些要点。第一,应当严格按照既定的工序来进行浇筑活动,即先自然流淌、水平分层;进而斜向分段;最后一次到顶。在配置的时候可以加水调整,但是在浇筑的过程中,严禁随意地向混凝土中间加水,这样会造成离析等现象的出现,严重降低混凝土的强度。第二,在分层浇筑的时候一定要确定之前浇筑的一层是否已经被覆盖,并且要对两次浇筑之间的时间间隔进行把握,防止裂缝的出现。第三,混凝土的振捣工作应当对不同部位进行多次振捣,振捣的位置和强度都应当有具体的要求。

3结语

混凝土技术论文范文第3篇

(1)工艺流程的确定。钢筋混凝土灌注桩是建筑工程中最基础的工程之一,要想准确完成成孔的施工工序,首先需要对桩位进行复查,根据设计图纸检查各桩位的标识位置是否准确[2]。检查无误后将桩机就位,再对其进行校准。使桩位的标识钢筋点与锤头的中心点重合,经项目技术部人员进行核查,核查无误后进行下锤。下锤深度达到一定值后,进行井口护圈以及胶泥护壁的设置,以保障施工的安全进行。在成孔施工的过程中确保数据记录的完整性和真实性,严格记录每小时的下降深度。当孔深达到设计标准后,对底部的沉渣进行清理,确保沉渣量≦8mm,清理的过程中要及时注水,利用排污泵将污浆及时排出[3]。(2)钢筋笼的安装。制作钢筋笼时首先要根据本次多层车库工程施工图纸的设计标准严格控制笼体钢筋的规格、数量、间距等参数,完成放样下料[4]。制作顶笼时使用电弧焊接工艺和机械断面。当总桩长度确定后可制作底笼,底笼的制作工艺及质量与顶笼相同。(3)混凝土浇筑施工。①混凝土搅拌。本次工程采用C35强度等级、P8抗渗等级的混凝土材料,通过自动配料机进行自动配料,并使用强制式搅拌机进行机械搅拌。②混凝土运输。在完成混凝土的配置后,需将其运输到浇筑施工场地,在运输的过程中尽量避免装车过满,以免在剧烈震动时造成污染、浪费或引发离析或泌水现象。③混凝土浇筑。混凝土浇筑过程需保证一定的温度及速度,确保浇筑的连续性,以免出现断桩的现象。浇筑完成后将桩位的偏差控制在50mm以内[5]。

2主要施工技术

(1)孔径控制技术。该工程大约50m的钻探深度内可分为7层土层结构,为人工填土层、全新统中组海相沉积层、全新统下组沼泽相沉积层等。根据该工程的实际地理环境选择适合土质的钻机设备,通过对土质进行测试和分析,预防钻孔过程中发生沉陷或位移等现象。钻孔的过程中在一定的温度下首先将重量适当加大,随后经过不同的土层时依据土质的特性控制钻孔的速度,例如在硬土质层时适当加快钻孔速度,在软土质层时适当降低钻孔速度。(2)孔内沉渣控制技术。孔内的沉渣对桩基的承载力会产生极大的影响。在成孔的过程中一定要及时将孔内的成渣清理干净,可对渣样抽样调查来判断其清理程度,也可通过钻孔过程中的阻碍力度来进行判定。沉渣的检查需经过两次清孔,第一次为成孔之后,第二次为混凝土灌注时。(3)灌注桩断桩问题。该工程的混凝土灌注措施主要是通过孔口进行倒灌,这种施工技术容易出现蜂窝状孔洞。在实际灌注过程中由于灌注速度的控制不当,可能引发新灌注的混凝土将下部混凝土冲翻,使其停留在顶部。而当混凝土凝结后,部分桩基位置因内部密实度不够,而容易引起断桩的现象。(4)钻孔桩身偏差、桩位偏差问题。该工程所使用的钻孔灌注桩的施工技术在我国还未达到先进的技术水平,施工管理过程并未形成标准化规范。同时由于施工技术团队的专业水平有限,导致施工与管理存在脱节的问题,大多技术参数的误差均是由于人为因素造成。只有加强施工现场的安全管理控制,才能减少钻孔桩身偏差以及桩位偏差的问题。

3钢筋混凝土灌注桩施工过程存在的问题及处理措施

3.1施工中存在的问题

(1)桩底地基承载力不足。钢筋混凝土灌注桩主要的安全稳定性可能是由桩底地基的承载力不足造成。该工程土质结构较为复杂,可按力学性质分为18个亚层,每层所含的碎石、淤泥、灰渣、混凝土、粘土等物质均有所差异,部分土层分布均匀,部分土层分布不均匀,从而造成了地基结构的不稳定性。(2)缩径。钢筋混凝土灌注桩也可能因塑性土膨胀而发生缩径的现象。为了对其进行良好的控制,可在成孔的过程中,提高成孔速度,加大泵量,当成孔后孔壁因形成一层泥皮而提高其抗渗水性能,同时不会产生膨胀现象,也就避免的缩径的形成。也可通过反复扫孔的方法来避免孔径的缩小。

3.2质量控制处理措施

(1)严格进行材料控制。在施工过程中提高对材料检查与抽查的重视,可通过取芯抽样法进行检测,制定完善的监察制度。加强对安全检查人员的管理,通过三级安检的组织形式将标准化的规章制度贯彻落实,并建立考核奖惩制度,以此来激励员工负责任的完成各项工作。一旦发现误差问题,要进行严格的复查;同时对施工材料的规格和质量进行严格的控制,避免将不合格的材料用于建筑施工。(2)加强混凝土的科学配比。在进行混凝土浇筑时通常利用导管实现浇筑,但这种技术依然不能避免离析现象的出现,只有加强混凝土本身的科学配比,才能从根本上改变这一现状。在对混凝土进行配比时,首先要了解所使用的基础材料的规格、含水量等基本参数,该工程采用低收缩、低水化热水泥,因此要根据其参数调节适当的湿度以及温度,并完成取样测试,详细记录配比信息。(3)加强对混凝土搅拌时间以及坍落度的控制。混凝土的搅拌时间以及坍落度对灌注桩的堵管、断桩、夹泥等现象有一定的影响。混凝土的强度受其搅拌时间影响,合理控制搅拌时间能加强混凝土的强度。坍落度的控制主要可通过在施工中对混凝土面的标高以及导管的埋入深度进行控制,保持18cm~22cm的坍落度,并使导管保持在混凝土面2m~6m的置入深度最佳,避免将其提出混凝土面。当灌注至距标高8m~10m时,坍落度调整至15cm~18cm最佳。

4结束语

混凝土技术论文范文第4篇

1.1混凝土配比存在的问题

在道桥混凝土施工过程中,对混凝土搅拌和配比的要求是十分高的。在混凝土配比之前首先应该对混凝土的配比比例做相应的实验,然后根据实际的情况确定相应的比例。但是在实际的施工现场很多施工单位都做不到这一点,在混凝土配比过程中操作人员主要根据自身的主观经验去判断,这就导致了浇筑过程中很容易出现开裂的现象,此外,混凝土在搅拌过程中,由于缺少人看管,导致中途停止现象十分严重。

1.2混凝土浇筑所产生的相关问题

在实际的操作作业过程中,混凝土浇筑的施工工艺比较复杂和繁琐,所以在施工过程中总是会出现这样或者那样的问题。因此,在施工过程中应该格外的小心和谨慎,浇筑过程中应该对每一个流程都加以注意。此外,在浇筑之前的运行过程中,虽然对混凝土的浇筑以及道桥的结构不会产生多大的影响,但是忽视了运输环节对混凝土浇筑的影响,同样会影响到道路桥梁的整体施工进度,最终影响到施工的质量。另外,混凝土应该现用现配,运输时间不应该过长,因此要求混凝土搅拌的搅拌厂要接近施工现场,方便运输。

1.3混凝土水化热的相关问题分析

混凝土水化直接受到了水泥水化热的放热速度以及其大小的影响。因此,从水化热这个角度对混凝土结构进行分析我们发现,浇筑完毕之后其水化的速度越快所产生的温度收缩就会越大,而所产生的温度收缩越大就会对道桥结构整体的质量造成的影响也就越大。所以我们可以说,收缩过程裂缝的产生不仅会严重影响到整体道桥结构的质量,同时还会对结构物的耐久性和稳定性产生重要的影响。

2、道桥施工过程中混凝土施工应该注意的技术要点

2.1科学合理的配比混凝土

在选择混凝土过程中,应该将经济节约放在首位,并且还要保证混凝土中能够添加一定量的对降低混凝土绝对升温有利的物质,如水泥、搀和物以及外部添加剂。从而在最大程度上降低混凝土内部的水化反应,进一步减缓该反应的发生进程,降低因为温度收缩对混凝土结构产生的影响,避免混凝土裂缝的产生。同时在配比混凝土过程中,要进一步的优化混凝土的配合比,也就是要根据实际的混凝土材料进行合理的配比实验,以此来满足道桥工程施工的要求。同时,混凝土在生产过程中其中会混有一定数量的砂石,因此,在施工过程中如果更换了新的混凝土应该对混凝土的砂石率和含水率进行实验室测定,然后根据测定的结果重新确定混凝土的配比。

2.2严格按照要求进行混凝土搅拌

在理想条件下要想保证混凝土的施工质量出了要选择合理的、性能优良的搅拌机之外,还应该严格遵守混凝土的搅拌原则,具体的内容主要包括首先,应该控制好搅拌的时间,并应该将投料的量控制在搅拌机的额定容量以下,这样做就能够有效的避免在搅拌过程中由于物料过多而产生搅拌不均匀的现象;其次,不同的搅拌机在工作过程中,其所要求的额定容量是不尽相同的,应该根据具体的机器容量限额对物料的配比进行合理的确定,计算出该型号机器的原料投放量和产出量,从而切实满足搅拌的需求;最后,在投料过程中应该严格按照投料的顺序进行,搅拌时应该按照原材料缴入搅拌同内容的顺序不同做出合理的调整。

2.3缩短混凝土运输时间

在整个混凝土工程施工过程中,合理、科学、持续的运输对于提高混凝土的施工质量有着显著的影响。科学合理的运输主要是在运输过程中应该尽量缩短混凝土从搅拌厂到施工现场的时间,并且还要保证运输的连续性,不能间断。因此,在混凝土浇筑过程中,对于采用滑升模板施工的项目工程和不允许遗留施工缝隙的混凝土结构应该保证混凝土运输的持续性,同时在混凝土运输过程中对其要求还是比较严格的,在运输过程中不仅需要保持混凝土原来的特性,同时还需要尽量降低在运输过程中出现的分层和流失的现象。

3、结语

混凝土技术论文范文第5篇

关键词:高层现场施工

1高强大体积混凝土施工技术

金茂大厦的主楼基础位于-19.6m处,基础承台长、宽各为64m,厚4m,C50混凝土,总量为13500m3。本工程设计单位美国SOM设计事务所要求将承台分为8块浇筑,以减少温度应力和控制混凝土裂缝。但这样既拖长了施工工期,也不利于保证混凝土工程质量。上海建工(集团)总公司金茂大厦施工技术研究课题组组织了市建工材料三公司和市建一公司科技人员对这一分课题进行攻关。通过周密计算、配比小试、模拟中试直至实际工程施工所进行的大量研究、分析、比较,并认真落实各项技术组织措施,终于成功地实现了:46.5h完成13500m3、C50商品混凝土的连续浇灌任务。根据127个测温点的混凝土温度自动测试记录,搅拌站68组、现场157组混凝土强度测试报告以及工程中混凝土取芯试验报告表明该基础工程质量良好,施工全过程的组织管理是成功的。其主要技术措施如下。

1.1科研先行、优化混凝土配合比

首先优选原材料,其次通过3种不同外加剂、3种不同水泥及其不同用量的各种配合比组合,经过反复试验比较,取优化后的混凝土配合比为水∶水泥∶中砂∶5~40mm碎石∶Ⅱ级粉煤灰∶EA-2(缓)=0.45∶1∶1.49∶2.50∶0.167∶0.008(每m3混凝土水泥用量为420kg)。

1.2混凝土的制备与均速、连续供应

混凝土制备质量和匀速连续供应是保证大体积混凝土质量的关键,为此上海市建筑工程材料公司组织5个混凝土搅拌站拌制混凝土(其中1个备用),各搅拌站均采用德国产的ELBA-105型双阶式搅拌楼,其计量、搅拌等整个系统由微机全自动控制,工艺先进,搅拌效率高,计量精度优于国标要求,并具有自动补偿功能,确保混凝土质量的稳定、匀质。各搅拌站采用相同的金茂大厦专用原材料和同一配合比,且严格签署混凝土生产供应令制度、加强原材料检验,在关键工序、岗位建立技术复验制度,加强生产、施工全过程的动态控制,通过严密的组织体制和岗位职责,从而有力地保证混凝土质量。同时配备100辆6m3混凝土搅拌车以保证混凝土的匀速、连续供应。

1.3外蓄内散综合养护措施

厚度为4m的C50混凝土基础承台,如何减少温度应力和控制混凝土裂缝至关重要,除了优化混凝土配合比、降低混凝土水化热,混凝土输送管道全程覆盖洒冷水,以减少混凝土在泵送过程中吸收太阳的辐射热,最大限度地降低混凝土入模温度以及在承台表面增设钢筋网以控制表面收缩裂缝等措施外,还采用外蓄内散法的综合养护措施。

1.4信息化自控技术

为了掌握基础承台内部混凝土实际温度变化,了解冷却水的进、出水温,将温度传感器预先埋设在混凝土的内外各测点处,并用“大体积混凝土温度微机自动测试仪”对各测点定时进行即时测温。

金茂大厦高强大体积混凝土基础承台施工中,由于采取了上述一系列技术组织措施,不仅保证了质量、防止了裂缝的出现,而且缩短了施工周期。

2超高层泵送商品混凝土技术

金茂大厦主楼核心筒混凝土泵送高度达382.5m,如何将商品混凝土输送至如此高度又是一个关键的技术难题。如果采用塔吊吊运,显然无法满足施工需求;如果增设接力泵采用分级泵送,则必定增加施工步骤,多用施工机械,而且排污问题很难解决;故决定采用一次泵送工艺。课题组本着利用现有的生产工艺,通过对原材料资源的合理选择、复合型高性能外加剂的研制和配合比的优化设计及适宜调整以及泵送设备的选配等方面进行了反复试验研究,终于攻克了一次泵送至382.5m的技术难题。

2.1原材料的选择

水泥选用质量稳定的宁国525号普通硅酸盐水泥;粗骨料选用压碎值、空隙率、针片状含量均较小的尖山石矿和新开元石矿的5~25mm碎石;细骨料选用九江或巴河的优质中砂;外加剂采用专门研制的FTH系列高性能外加剂。

2.2混凝土配合比的优化和调整

(1)混凝土强度等级、数量及泵送高度金茂大厦主楼从基础承台面开始以上部分混凝土总量为80715m3,其各工程部位的混凝土强度等级、数量及其泵送高度如表1所示。

(2)混凝土配合比课题组对各强度等级的混凝土配合比进行了综合分析和研究后认为:C30混凝土泵送高度为333.7m问题不大,确定对C40、C50、C603个混凝土强度等级的不同泵送高度的商品混凝土配合比进行研究试验。通过调整水泥用量、外加剂品种及其掺量对3个强度等级的不同混凝土配合比的混凝土拌合物性能和混凝土强度的试验结果进行分析比较,从而确定各强度等级的混凝土配合比如表2所示。

(3)适时调整配合比本工程施工过程中的混凝土配合比调整对实现一次泵送工艺至关重要。当时上海的气温处于高温季节,这对商品混凝土的运输、泵送带来较大困难。为了保证混凝土工程质量,对运送至现场的商品混凝土进行全面质量控制,不仅跟踪检测混凝土坍落度,而且经常检测混凝土的含气量和凝结时间,并将现场所测得的第一手资料及时反馈至混凝土搅拌站,以适时调整混凝土配合比,满足晴天、雨天、白天、夜晚的不同气温、不同道路交通状况的泵送商品混凝土对混凝土拌合物的可泵性要求。

2.3泵送设备的配置

超高层泵送混凝土能否顺利进行,除了混凝土拌合物必须具有良好的可泵性外,还与混凝土泵的选配、泵管的布置以及混凝土泵的操作人员技术水平等相关。金茂大厦主楼混凝土泵选用德国生产的普茨曼BSA-2100HD固定泵并配有备泵。其次,在泵管布置中,尽量增长水平硬管、减少弯管、锥形管;遇有90°弯管时,尽量采用大弯管,并以最大限度地降低泵送管道的总阻力。混凝土泵操作人员应严格遵守操作规程,防止空气吸入泵管而增大阻力,以防止混凝土拌合物离析和堵管。

2.4严密的施工组织体系

超高层泵送商品混凝土是一个系统工程。在混凝土拌制、运输及泵送的整个过程中,若有一个环节出现偏差,即会造成堵泵,这不仅影响进度而且影响混凝土工程质量,故从商品混凝土搅拌站到施工现场的全过程要全方位严格管理、严格执行规范、规程和各项特定的技术措施,保证混凝土拌合物质量均匀、运量适当。凡不符合要求的混凝土拌合物坚决不予入泵,混凝土泵操作人员必须有熟练的操作技能,只有这样才能顺利完成每一次泵送全过程。

由于采取了上述一系列有效措施,成功地将C40商品混凝土一次泵送到382.5m的高度,创造了世界之最。

表1混凝土强度等级和泵送高度

强度

等级

混凝土量

(m3)

核心筒

巨型柱

楼面

层次

泵送高度

(m)

层次

泵送高度

(m)

层次

泵送高度

(m)

C60

32558

B3~A55

-15.0~229.7

B3~A42

-15.0~173.55

C50

11810

A56~A65

229.7~264.9

A43~A65

173.55~264.9

C40

23335

A66~A88

264.9~340.1

A66~A88

264.9~340.1

A88~A92

340.1~382.5

C30

13012

B2~A87

-10.0~333.7

小计

80715

表2混凝土配合比

序号

混凝土

强度

等级

混凝土配合比

水泥

用量

(kg/m3)

最大泵

送高度

(m)

备注

中砂

5~25

碎石

粉煤灰

外加剂

品种

掺量(%)

1

C60

1

0.353

1.142

1.879

0.075

FTH-2E

2.36

530

173.55

加助泵剂

2

C50

1

0.483

1.862

2.033

0.167

FTH-2G

3.5

420

264.9

加助泵剂

3

C40

1

0.495

1.878

2.024

0.195

FTH-2P

3.2

410

382.5

加人工砂

加助泵剂

3混凝土拌合物性能及硬化后混凝土抗压强度

金茂大厦基础承台混凝土和主楼混凝土拌合物性能如表3所示。从表3看出,商品混凝土拌合物经时坍落度损失能得到较好控制、满足施工需要;其次含气量控制在2%~3%时可泵性较好,而<2%时则较差。

金茂大厦基础承台及主楼混凝土的抗压强度(施工现场制作试件的强度)按《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107-87)进行,评定结果如表4所示。

表3、4阐明采用一系列技术措施以后,利用现有生产工艺制备、运输泵送的商品混凝土,不仅能满足一次泵送至382.5m高度的可泵性要求,而且其抗压强度完全符合设计所要求的强度标准值。

表3混凝土拌合物性能

序号

结构部位

混凝土

强度等级

(56d)

浇灌日期

混凝土拌合物性能

搅拌站测

得坍落度

(mm)

施工现场测试结果

坍落度

(mm)

含气量

(%)

初凝

(h:min)

终凝

(h:min)

泵压

(MPa)

和易

1

基础承台

C50

19950918~0919

120~155

100~140

1.6

13:00

14:17

8~10

良好

2

主楼

核心

筒及巨型柱

-5.5~0.075m

C60

19951122

205

170

2.6

9:57

11:12

16~18

良好

3

56.80~60.8m

C60

1996410

170

1.2

19~21

较粘

4

205.8~209.8m

C60

19961212

230

210

2.4

10:50

12:20

20~22

良好

5

264.9~268.1m

C40

1997314

205

2.6

20~22

良好

6

296.9~300.1m

C40

199749

230

215

1.0

22~24

较粘

7

306.5~309.7m

C40

1997420

205

2.7

20~22

良好

8

316.10~319.3m

C40

1997428

230

220

2.0

20~22

良好

9

382.5m

C40

1997826

230

3.2

22~23

良好

表4混凝土强度评定

序号

结构部位

混凝土

强度

等级

试块

组数

(n)

抗压

强度

标准值

fcu,k

(MPa)

抗压强度数量统计

合格评定

强度

均值

mfcu,k

(MPa)

强度

最小值

fcu,min

(MPa)

强度

标准值

sfcu,k

(MPa)

变异

系数

Cv

(%)

判定系数

评定

结论

λ1

λ2

1

基础承台

(56d)

C50

157

(56d)

50

56.2

53.8

4.35

7.75

1.60

0.85

合格

2

主楼核心筒

-15.0~133.55m

145.55~225.8m

C60

254

60

70

64.4

2.93

4.19

1.60

0.85

合格

3

133.55~145.55m

C50

12

50

59.5

57.9

1.08

1.82

1.70

0.90

合格

4

225.8~261.7m

C50

24

50

57.5

53.7

2.34

4.07

1.65

0.85

合格

5

261.7~333.7m

C40

42

40

47.6

41.1

3.3

6.93

1.60

0.85

合格

6

主楼

巨型

-15.0~177.5m

C60

149

60

68.8

63.7

2.36

3.43

1.60

0.85

合格

7

177.5~264.9m

C50

59

50

58.2

54.0

2.67

4.59

1.60

0.85

合格

8

264.9~333.7m

C40

24

40

46.7

42.8

3.05

6.53

1.60

0.85