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摘要：福田科技广场工程在两栋超高层建筑的剪力墙中采用了C80高强混凝土。通过本工程的C80混凝土的配制与泵送施工技术研究，配制过程中主要介绍了粉煤灰与矿渣粉的“两掺”技术以及聚羧酸盐类高效缓凝减水剂的使用，泵送施工主要介绍了高强混凝土的泵送施工方法，特别是相较与普通混凝土的泵送特点。
关键词：C80混凝土；配制；泵送施工
中图分类号：TU71 文献标識码：A 文章编号：
近年来，随着我国城市化建设的加速推进，城市的天际线不断攀升，这对建筑材料提出了最高的要求，这促进了高性能混凝土的发展与应用，高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在采用常规材料和工艺制造的水泥基混凝土中掺入一定量的矿物掺合料和专用复合外加剂．取用较低的水胶比和较少的水泥用量．并在施工时采取严格质量控制措施制备、满足力学性能要求、具有较高耐久性和良好工作性的混凝土。
1工程概况
深圳福田科技广场位于福田中心区皇岗路和深南路交汇处西北角，是集科研办公及商业为一体的超高层建筑群。本工程总用地面积38073.26m²，总建筑面积28.2万m²。建筑主要由2栋超高层办公楼及附属商业用房，1栋高层办公及配套酒店，3栋多层办公构成，地下室三层，覆盖了基本上整个用地面积，地下室建筑面积6.8万平米。
本工程采用的混凝土强度最高为C80，工程部位于1栋A座、3栋的首层及二层核心筒剪力墙，剪力墙最大墙厚800mm，最大浇筑高度5.350m，最大泵送高度为17.520m，单次最大浇筑方量为457m3，工程C80混凝土使用总方量为2786m3。
2 C80混凝土的配制
2.1 主要研究方法和内容：
2.1.1原材料的选择：
原材料的选择是配制C80混凝土的重要一环，在综合了各材料的品质和就近取材等性经济性原则之后，进行了大量的试验控索和反复验证，确定了原材料的品种。
2.1.1.1水泥：
水泥的品质是影响高性能混凝土的质量的重要因素，市场上许多水泥厂家为了追求利润，对影响水泥性能的C3A和C4AF的总量控制不够重视，活性与非活性混合材掺量亦未进行严格控制，以致增加了影响水泥质量的不确定因素。
表1 水泥性能指标
在比较了水泥的强度、需水量、矿物组成及水泥的稳定性几个因素后，并通过大量的试验及实际应用情况分析，并综合考虑泵送性等原因，最终选用了日本小野田P.II 52.5硅酸盐水泥。
2.1.1.2掺合料：
用矿物掺合料取代部分水泥，降低水泥用量，减少水化热。掺合料中圆滑的微细粒在混凝土中可能起到“滚珠轴承”的作用，从而提高混凝土的流动性，矿物掺合料选取的原则为：能提高塑性、保水性、凝聚性、基本不影响混凝土的强度增长要求，在矿物掺合料的选择方面，我们进行了大量的试验筛选，先后进行了II级粉煤灰、I级粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰、复掺合粉等的对比试验，最终从技术经济上综合考虑，选择了妈湾电厂的I级粉煤灰和广西柳钢的S95矿渣粉。
表2 I级粉煤灰物理性能
表3 S95级矿渣粉物理性能
2.1.1.3减水剂：
配制C80高强混凝土的关键之处在于减水剂的性能，我们选用了减水率高（超过25%）、塌落度损失小、质量稳定，与水泥之间有良好适应性的聚羧酸盐类高效缓凝减水剂。聚羧酸系外加剂分散性好，减水率高，可以使混凝土在低水胶比的情况下有很大的流动性，是普通材料生产高强度、自密实混凝土的关键。
表4聚羧酸高性能减水剂物理性能
2.1.1.4膨胀剂：
为减少混凝土的收缩开裂的情况，采用湖南武源的膨胀剂（UEA-W）用于对混凝土的收缩进行等量补偿，并具有填充、堵塞毛细孔缝的作用，极大的提高了混凝土的抗裂能力。
表5 膨胀剂性能指标
2.1.1.5石子：
粗骨料选用粒形良好、质地均匀坚硬的深圳安托山产碎石，花岗岩类，5～20mm连续级配，针片状颗粒含量小于5%，含泥量小于0.5%，泥块含量小于0.2%，岩石立方抗压强度达120MPa，满足高强混凝土“粗骨料母岩的抗压强度应比所配制的混凝土抗压强度高20%”的要求。
表6 石子性能指标
2.1.1.6砂子：
细骨料选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的肇庆产天然中粗河砂。砂细度模数在2.6～3.2之间，对0.315mm筛孔的通过量大于15%。
表7 砂子性能指标
2.2配合比的设计：
以水灰比、用水量、砂率、粉煤灰掺入率和外加剂添加率作变量进行多种原材料组合的试验，采用了以下三种配合比进行试配：
表8C80混凝土试配配合比
对以上三个C80混凝土配合比进行了试验检测，得出以下混凝土性能比较结果。
表9混凝土性能比较
以上三个配合比的混凝土的工作性能都能满足施工要求。2＃配合比的28天强度、使用性能等指标等均衡，符合我公司的质量控制目标。
最终选出最佳的混凝土配合比。
表10 C80混凝土配合比
注：材料用量单位为kg/m3。
3混凝土的泵送
由于C80混凝土水胶比低、胶凝材料用量大、粗骨料用量较少、粉体含量多、且掺加了各种类型外加剂等特点．其可泵送特性与普通混凝土有所不同，需针对其特点采用相应措施工以保证泵送施工。
3.1 C80混凝土泵送相对于普通混凝土泵送的主要特点：
3.1.1 C80混凝土胶凝材料用量大，混凝土粘稠，泵送时阻力大，泵送压力要求高；
3.1.2 C80混凝土的粘性，在扰动和静止两种状态下，混凝土的流动性能有明显差别；
3.1.3 C80混凝土坍落度对水灰比非常敏感，少量水的波动将导致坍落度很大的变化。高性能混凝土坍落度对泵送阻力影响巨大；
3.1.4 C80混凝土相对普通混凝土流动性差，所选择的混凝土设备的吸入能力要求高，如入混凝土能力差，易吸入空气、造成泵送效率低、甚至堵管。
3.2 C80混凝土泵送的主要针对措施：
3.2.1 选择可靠设备：由于C80混凝土粘稠，流动性较普通混凝土差的因素，选择一台可靠的设备很重要，经多方考察，最终确定采用了SY5121THB型车载泵；
3.2.2 混凝土输送管布置得好坏在很大程度上决定了泵送施工效果，根椐长期混凝土浇筑的施工经验，我方按以下布管规则进行布管：
a. 混凝土输送管路绝避免承受外力，保证管道水平；
b. 管路布置尽量按最短距离和最少弯头原则来铺设，且转弯宜缓，接头应严密；
c．各管路必须保证联接牢固、稳定，每根直管、弯管处加设牢固的固定点，以免泵送时管路产生摇晃、松脱；
d. 出泵口处应有长度一段长度的水平管，泵口吸空，防止混入空气产生阻塞。
3.2.3 C80混凝土在扰动和静止两种状态下，混凝土的流动性能有明显差别，为保证混凝土泵送的顺利进行，泵送的连续性非常重要，停泵时间不宜超过5分钟。
3.3 C80混凝土泵送施工工艺：
由于C80混凝土与普通混凝土相比具有粘稠度大、流动性差的特点。为降低泵送施工对C80混凝土性能的影响，需在泵送前对管道充分润滑， 以保证泵送作业的顺利开展。
3.3.1 泵送前对设备、管道进行检查：由于C80混凝土需要设备泵送压力大，且对泵送设备磨损大，因此泵送施工开始前需对泵机进行调试、检查，对泵管的管壁开裂以及封密等情况进行认真的检查；
3.3.2 管道润浆：为了使混凝土泵送时管道内壁形成一层水泥膜，且降低泵送中混凝土水份的变化。采用先水，然后水泥净浆再水泥砂浆的方式，充分对管道进行润滑；
3.3.3 泵送作业：开始泵送时，混凝土处于慢速、匀速并随时可反泵的状态。泵送速度．先慢后快，逐步加速。同时，观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况。待各系统运转顺利后，方可以正常速度进行泵送。输送时，料斗中高强混凝士存量不低于搅拌轴，以避免空气进入泵管而引起管道的振动。泵送时，应尽可能保持连续性，防止因间隙时间太长而引起管道堵塞。若因工序要求需停一段时间，可定时少量泵送一些高强混凝土。
3.3.4 管道清理：输送结束后，用压缩空气将海绵球吹进泵管内，以清除泵管内高强混凝土，然后再用气和水进行清洗。因浇注杆弯管多，需增加一次清洗。
4 混凝土的检测
4.1立方体抗压强度与使用性能指标：
混凝土坍落度1h后基本无损失，工地抽样检测结果：坍落度220mm～230mm；扩展度600mm～615mm。混凝土和易性好，泵送顺利。28d标准养护抗压强度平均值为93MPa，最低值85MPa满足施工要求。
4.2混凝土收缩性能：
混凝土的体积稳定性良好，在施工现场，对工程实际构件进行检测，未发现有害裂缝。
关键词：C80混凝土；配制；泵送施工
中图分类号：TU71 文献标識码：A 文章编号：
近年来，随着我国城市化建设的加速推进，城市的天际线不断攀升，这对建筑材料提出了最高的要求，这促进了高性能混凝土的发展与应用，高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在采用常规材料和工艺制造的水泥基混凝土中掺入一定量的矿物掺合料和专用复合外加剂．取用较低的水胶比和较少的水泥用量．并在施工时采取严格质量控制措施制备、满足力学性能要求、具有较高耐久性和良好工作性的混凝土。
1工程概况
深圳福田科技广场位于福田中心区皇岗路和深南路交汇处西北角，是集科研办公及商业为一体的超高层建筑群。本工程总用地面积38073.26m²，总建筑面积28.2万m²。建筑主要由2栋超高层办公楼及附属商业用房，1栋高层办公及配套酒店，3栋多层办公构成，地下室三层，覆盖了基本上整个用地面积，地下室建筑面积6.8万平米。
本工程采用的混凝土强度最高为C80，工程部位于1栋A座、3栋的首层及二层核心筒剪力墙，剪力墙最大墙厚800mm，最大浇筑高度5.350m，最大泵送高度为17.520m，单次最大浇筑方量为457m3，工程C80混凝土使用总方量为2786m3。
2 C80混凝土的配制
2.1 主要研究方法和内容：
2.1.1原材料的选择：
原材料的选择是配制C80混凝土的重要一环，在综合了各材料的品质和就近取材等性经济性原则之后，进行了大量的试验控索和反复验证，确定了原材料的品种。
2.1.1.1水泥：
水泥的品质是影响高性能混凝土的质量的重要因素，市场上许多水泥厂家为了追求利润，对影响水泥性能的C3A和C4AF的总量控制不够重视，活性与非活性混合材掺量亦未进行严格控制，以致增加了影响水泥质量的不确定因素。
表1 水泥性能指标
在比较了水泥的强度、需水量、矿物组成及水泥的稳定性几个因素后，并通过大量的试验及实际应用情况分析，并综合考虑泵送性等原因，最终选用了日本小野田P.II 52.5硅酸盐水泥。
2.1.1.2掺合料：
用矿物掺合料取代部分水泥，降低水泥用量，减少水化热。掺合料中圆滑的微细粒在混凝土中可能起到“滚珠轴承”的作用，从而提高混凝土的流动性，矿物掺合料选取的原则为：能提高塑性、保水性、凝聚性、基本不影响混凝土的强度增长要求，在矿物掺合料的选择方面，我们进行了大量的试验筛选，先后进行了II级粉煤灰、I级粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰、复掺合粉等的对比试验，最终从技术经济上综合考虑，选择了妈湾电厂的I级粉煤灰和广西柳钢的S95矿渣粉。
表2 I级粉煤灰物理性能
表3 S95级矿渣粉物理性能
2.1.1.3减水剂：
配制C80高强混凝土的关键之处在于减水剂的性能，我们选用了减水率高（超过25%）、塌落度损失小、质量稳定，与水泥之间有良好适应性的聚羧酸盐类高效缓凝减水剂。聚羧酸系外加剂分散性好，减水率高，可以使混凝土在低水胶比的情况下有很大的流动性，是普通材料生产高强度、自密实混凝土的关键。
表4聚羧酸高性能减水剂物理性能
2.1.1.4膨胀剂：
为减少混凝土的收缩开裂的情况，采用湖南武源的膨胀剂（UEA-W）用于对混凝土的收缩进行等量补偿，并具有填充、堵塞毛细孔缝的作用，极大的提高了混凝土的抗裂能力。
表5 膨胀剂性能指标
2.1.1.5石子：
粗骨料选用粒形良好、质地均匀坚硬的深圳安托山产碎石，花岗岩类，5～20mm连续级配，针片状颗粒含量小于5%，含泥量小于0.5%，泥块含量小于0.2%，岩石立方抗压强度达120MPa，满足高强混凝土“粗骨料母岩的抗压强度应比所配制的混凝土抗压强度高20%”的要求。
表6 石子性能指标
2.1.1.6砂子：
细骨料选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的肇庆产天然中粗河砂。砂细度模数在2.6～3.2之间，对0.315mm筛孔的通过量大于15%。
表7 砂子性能指标
2.2配合比的设计：
以水灰比、用水量、砂率、粉煤灰掺入率和外加剂添加率作变量进行多种原材料组合的试验，采用了以下三种配合比进行试配：
表8C80混凝土试配配合比
对以上三个C80混凝土配合比进行了试验检测，得出以下混凝土性能比较结果。
表9混凝土性能比较
以上三个配合比的混凝土的工作性能都能满足施工要求。2＃配合比的28天强度、使用性能等指标等均衡，符合我公司的质量控制目标。
最终选出最佳的混凝土配合比。
表10 C80混凝土配合比
注：材料用量单位为kg/m3。
3混凝土的泵送
由于C80混凝土水胶比低、胶凝材料用量大、粗骨料用量较少、粉体含量多、且掺加了各种类型外加剂等特点．其可泵送特性与普通混凝土有所不同，需针对其特点采用相应措施工以保证泵送施工。
3.1 C80混凝土泵送相对于普通混凝土泵送的主要特点：
3.1.1 C80混凝土胶凝材料用量大，混凝土粘稠，泵送时阻力大，泵送压力要求高；
3.1.2 C80混凝土的粘性，在扰动和静止两种状态下，混凝土的流动性能有明显差别；
3.1.3 C80混凝土坍落度对水灰比非常敏感，少量水的波动将导致坍落度很大的变化。高性能混凝土坍落度对泵送阻力影响巨大；
3.1.4 C80混凝土相对普通混凝土流动性差，所选择的混凝土设备的吸入能力要求高，如入混凝土能力差，易吸入空气、造成泵送效率低、甚至堵管。
3.2 C80混凝土泵送的主要针对措施：
3.2.1 选择可靠设备：由于C80混凝土粘稠，流动性较普通混凝土差的因素，选择一台可靠的设备很重要，经多方考察，最终确定采用了SY5121THB型车载泵；
3.2.2 混凝土输送管布置得好坏在很大程度上决定了泵送施工效果，根椐长期混凝土浇筑的施工经验，我方按以下布管规则进行布管：
a. 混凝土输送管路绝避免承受外力，保证管道水平；
b. 管路布置尽量按最短距离和最少弯头原则来铺设，且转弯宜缓，接头应严密；
c．各管路必须保证联接牢固、稳定，每根直管、弯管处加设牢固的固定点，以免泵送时管路产生摇晃、松脱；
d. 出泵口处应有长度一段长度的水平管，泵口吸空，防止混入空气产生阻塞。
3.2.3 C80混凝土在扰动和静止两种状态下，混凝土的流动性能有明显差别，为保证混凝土泵送的顺利进行，泵送的连续性非常重要，停泵时间不宜超过5分钟。
3.3 C80混凝土泵送施工工艺：
由于C80混凝土与普通混凝土相比具有粘稠度大、流动性差的特点。为降低泵送施工对C80混凝土性能的影响，需在泵送前对管道充分润滑， 以保证泵送作业的顺利开展。
3.3.1 泵送前对设备、管道进行检查：由于C80混凝土需要设备泵送压力大，且对泵送设备磨损大，因此泵送施工开始前需对泵机进行调试、检查，对泵管的管壁开裂以及封密等情况进行认真的检查；
3.3.2 管道润浆：为了使混凝土泵送时管道内壁形成一层水泥膜，且降低泵送中混凝土水份的变化。采用先水，然后水泥净浆再水泥砂浆的方式，充分对管道进行润滑；
3.3.3 泵送作业：开始泵送时，混凝土处于慢速、匀速并随时可反泵的状态。泵送速度．先慢后快，逐步加速。同时，观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况。待各系统运转顺利后，方可以正常速度进行泵送。输送时，料斗中高强混凝士存量不低于搅拌轴，以避免空气进入泵管而引起管道的振动。泵送时，应尽可能保持连续性，防止因间隙时间太长而引起管道堵塞。若因工序要求需停一段时间，可定时少量泵送一些高强混凝土。
3.3.4 管道清理：输送结束后，用压缩空气将海绵球吹进泵管内，以清除泵管内高强混凝土，然后再用气和水进行清洗。因浇注杆弯管多，需增加一次清洗。
4 混凝土的检测
4.1立方体抗压强度与使用性能指标：
混凝土坍落度1h后基本无损失，工地抽样检测结果：坍落度220mm～230mm；扩展度600mm～615mm。混凝土和易性好，泵送顺利。28d标准养护抗压强度平均值为93MPa，最低值85MPa满足施工要求。
4.2混凝土收缩性能：
混凝土的体积稳定性良好，在施工现场，对工程实际构件进行检测，未发现有害裂缝。