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高層建筑工程高強(qiáng)混凝土技術(shù)

2009-07-28 14:23    【  【打印】【我要糾錯】

  我國在六十年代初開始研制高強(qiáng)混凝土,并已試點(diǎn)應(yīng)用在一些預(yù)制構(gòu)件中。那時的高強(qiáng)混凝土為干硬混凝土,密實成型時需強(qiáng)力振搗,故推廣比較困難。80年代后期,高強(qiáng)混凝土在現(xiàn)澆工程中采用,主要在北京、上海、遼寧、廣東等一些高層和大跨(橋梁)工程中應(yīng)用,強(qiáng)度等級相當(dāng)于C60或600號。其中,遼寧省已有十余幢高層或多層建筑采用高強(qiáng)混凝土,深圳市92、93兩年已有賢成大廈等25個工程采用C60級高強(qiáng)泵送混凝土,總量已達(dá)兩萬立方米。C80及C80以上等級的高強(qiáng)混凝土,目前正處于試驗研究階段,其中有些城市正醞釀在工程中使用C80級混凝土。[高強(qiáng)混凝土的優(yōu)越性]高強(qiáng)混凝土有三大優(yōu)越性:

  1. 在一般情況下,混凝土強(qiáng)度等級從C30提高到C60,對受壓構(gòu)件可節(jié)省混凝土30-40%;受彎構(gòu)件可節(jié)省混凝土10-20%。

  2. 凝土比普通混凝土成本上要高一些,但由于減少了截面,結(jié)構(gòu)自重減輕,這對自重占荷載主要部分的建筑物具有特別重要意義。再者,由于梁柱截面縮小,不但在建筑上改變了肥梁胖柱的不美觀的問題,而且可增加使用面積。以深圳賢成大廈為例,該建筑原設(shè)計用C40級混凝土,改用C60級混凝土后,其底層面積可增大1060平方米,經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

  3. 由于高強(qiáng)混凝土的密實性能好,抗?jié)B、抗凍性能均優(yōu)于普通混凝土。因此,國外高強(qiáng)混凝土除高層和大跨度工程外,還大量用于海洋和港口工程,它們耐海水侵蝕和海浪沖刷的能力大大優(yōu)于普通混凝土,可以提高工程使用壽命。

  4. 高強(qiáng)混凝土變形小,從而使構(gòu)件的剛度得以提高,大大改善了建筑物的變形性能。

  [高強(qiáng)混凝土技術(shù)]

  以前高強(qiáng)混凝土一般是指強(qiáng)度等級在C45級以上的混凝土。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,高強(qiáng)混凝土是指強(qiáng)度等級在C60級以上的混凝土。高強(qiáng)混凝土技術(shù)通常包括以下幾個關(guān)鍵技術(shù):高性能的混凝土外加劑現(xiàn)代高強(qiáng)混凝土在施工中要解決下列技術(shù)問題:

  1. 低水灰比,大坍落度 高強(qiáng)混凝土一般要求低水灰比,這種低水灰比的混凝土早在60年代末,我國就有過研究與應(yīng)用,但由于混凝土在低水灰比的情況下,坍落度很小,甚至沒有坍落度,其成型和搗實都很困難,無法在現(xiàn)澆混凝土施工中應(yīng)用。

  2. 坍落度損失問題 現(xiàn)代城市混凝土施工,一般采用預(yù)攪或商品混凝土。施工工地往往與攪拌站相距很遠(yuǎn),要把混凝土從攪拌站運(yùn)到工地需用較長的時間;炷猎谶\(yùn)輸?shù)倪^程中,其坍落度隨時間的增加而減小,這對高強(qiáng)混凝土來說無疑又增加了難度。

  3. 混凝土可泵性問題 泵送混凝土幾乎是高層建筑施工的唯一方法。所以高強(qiáng)和泵送幾乎是不可分割的。所以對高強(qiáng)混凝土要解決混凝土可泵送的要求。要解決這一系列技術(shù)難題,關(guān)鍵是研制一種高性能的外加劑。

  1) 對原材料的選擇

  配置C60級高強(qiáng)混凝土,不需要用特殊的材料,但必須對本地區(qū)所能得到的所有原材料進(jìn)行優(yōu)選,它們除了要有比較好的性能指標(biāo)外,還必須質(zhì)量穩(wěn)定,即在施工期內(nèi)主要性能不能有太大的變化。

  2) 工時的質(zhì)量控制和管理

  一般來說,在試驗室配置符合要求的高強(qiáng)混凝土相對比較容易,但是要在整個施工過程中,混凝土都要穩(wěn)定在要求的質(zhì)量水平功能上就比較困難了。一些在普通情況下不太敏感的因素,在低水灰比的情況下會變得相當(dāng)敏感,而對高強(qiáng)混凝土,設(shè)計時所留的強(qiáng)度富余度又不可能太大,可供調(diào)節(jié)的余量較小,這就要求在整個施工過程中必須注意各種條件、因素的變化,并且要根據(jù)這些變化隨時調(diào)整配合比和各種工藝參數(shù)。對于高強(qiáng)混凝土,一般檢測技術(shù)如回彈、超聲等在強(qiáng)度大于50MP A后已不能采用。唯一能進(jìn)行檢測的鉆心取樣法來檢驗高強(qiáng)混凝土也有一定的困難(主要是研究資料較少和標(biāo)準(zhǔn)不完善)。這說明加強(qiáng)現(xiàn)場施工質(zhì)量控制和管理的必要性。

  3) 超細(xì)活性摻合料的應(yīng)用

  對于強(qiáng)度等級為C80或更高的混凝土需要采取一些特殊的技術(shù)措施-摻入超細(xì)活性摻合料。 混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定極限后就不可能再增加了,因為混凝土強(qiáng)度在水化時不可避免地會在其內(nèi)部形成一些細(xì)微的毛細(xì)孔。如果要使其強(qiáng)度進(jìn)一步提高,就必須采取措施把這些孔隙填滿,進(jìn)一步增加混凝土的密實性。最常用的方法是用極細(xì)(微米級)的活性顆粒摻入混凝土,使它們在水漿中的細(xì)微孔隙中水化,減少和填充混凝土中的毛細(xì)孔,達(dá)到增密和增強(qiáng)的作用。但是這些極細(xì)的顆粒需水量很大,就需要大量高效減水劑加以塑化,否則難以施工。再者,超細(xì)活性顆粒在混凝土攪拌時,到處飛揚(yáng),很難加入混凝土中,故必須對超細(xì)活性顆粒進(jìn)行增密處理后才能使用。

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