混凝土工程新技术-3

二、超高泵送混凝土
1、超高泵送混凝土技术
“广州塔” ：高600米，由 454m的主塔体和156m的天线桅 杆构成。C80混凝土泵送高度达 到448米。
二、超高泵送混凝土
1、超高泵送混凝土技术
上海环球金融中心 采用三一重工的HBT90CH超高 压拖泵将混凝土一次泵送至492米的 施工高度，为目前创下的单泵垂直 泵送高度的世界纪录。
二、超高泵送混凝土
3. 泵送设备的选择和泵管的布设
（1）泵送设备的选择
④混凝土泵的最大水平输送距离（m）：
Lmax
Pe Pf 106 PH
Pe —— 混凝土泵额定工作压力（MPa）； 混凝土输送管累计水平换算距离L应满足： L ≤ Lmax
二、超高泵送混凝土
3. 泵送设备的选择和泵管的布设 （2）泵管的布设 少用弯管、变径管、软管，尽可能缩短 管道长度。 弯管：弯头≤张角90°时阻力相当于9~12m 水平管； 变径管：每根阻力相当于4~16m水平管； 软管：每米阻力相当于4~6m水平管； 超高泵送测试中，管道内压力可达到 22MPa（甚至更高），环向将产生27t的拉 力，必须采用耐超高压的管道系统。在连 接与密封方式上也要采取与常规方法不同 的措施： ①采用强度级别高的螺杆进行管道连接； ②采用带骨架的超高压混凝土密封圈。
混凝土拌合物检测
一、高强高性能混凝土
5、高强高性能混凝土施工要求
1）拌 制 HS-HPC混凝土必须采用强制式搅拌机拌制；原材料计量 应准确，应严格按设计配合比称量，其允许偏差应符合下列 规定（应采用自动计量装置按重量计）： ①胶凝材料（水泥微细粉等）±1%； ②化学外加剂（高效减水剂或其他化学添加剂）±1%； ③粗细骨料±2%； ④拌合用水±1%。 应严格测定粗、细骨料的含水率，宜每班抽测2次。使用露 天堆放骨料时，应随时根据其含水量变化调整施工配合比。
二、超高泵送混凝土
3. 泵送设备的选择和泵管的布设
（1）泵送设备的选择
②混凝土泵的配备数量：
Q N2 Q1 T0
N2 ——混凝土泵台数（计算结果进位取整）； Q —— 混凝土浇筑体积量（m3）； Q1 —— 混凝土泵实际平均输出量（m3/h）； T0 —— 混凝土泵计划施工作业时间（h）；
二、超高泵送混凝土
2. 泵送混凝土的制备及性能要求 （1）原材料的选择 水泥：C2S的含量高（40％~70％）、C3A含量低，对于提高混凝 土的流动性和减少塌落度损失有显著的效果； 粗骨料：选用连续级配，控制针片状含量，最大粒径与泵送管 径比≤1∶5； 细骨料：选用中砂。细砂会使混凝土变得干涩，而粗砂容易使 混凝土离析； 矿物掺合料：如矿粉、硅粉和一级粉煤灰（C类：CaO含量 ≥10%，F类：CaO含量≤10%）等，可使混凝土获得良好的 工作性； 外加剂：应优先选用减水率高、保塑时间长的聚羧酸型泵送剂， 泵送剂应与水泥和掺合料有良好的相容性。
二、超高泵送混凝土
1、超高泵送混凝土技术
2008年12月16日，广州国际金融中心（珠江新城西塔）C100混 凝土被送上高度437.5m的作业平台，刷新了超高性能混凝土泵送 高度的世界纪录。每层要求输送800m3，需要混凝土泵的输送能 力达90m3/h以上。 该工程泵送（C80/C90/C100）混凝土要求混凝土泵的出口压力 达到29MPa以上；采用的中联重科HBT110.40.572RS型超高压混 凝土泵，出口压力可达40MPa。
二、超高泵送混凝土
3. 泵送设备的选择和泵管的布设
（1）泵送设备的选择 混凝土泵送能力：克服混凝土和管内壁之间的摩擦力和混凝土 重力（垂直泵送大约23kPa/m的升力），还应有一定的储备。
①混凝土泵的实际平均输出量： Q1＝ η· α1 · Qmax
Qmax —— 混凝土泵的最大理论输出量（m3/h）； α1 —— 配管条件系数，为0.8~0.9； η —— 泵送作业效率，可取0.5~0.7；
超高压泵管
二、超高泵送混凝土
3. 泵送设备的选择和泵管的布设 （2）泵管的布设 管径对泵送施工的影响： ①管径越小，则输送阻力越大；
②管径过大，其抗爆能力变差，混凝土在管道内流速变慢、
停留时间过长，也影响混凝土的性能。
二、超高泵送混凝土
4. 泵送混凝土的过程控制 泵送施工前：应先采用合适的砂浆或水泥浆对泵送管道进行 充分润滑，确保管壁之间由一层砂浆或水泥浆分开。 泵送操作：先泵送润泵水，再泵送一料斗水泥浆，然后再泵 送一料斗浓度高一些的水泥浆，最后再放入同配合比砂浆进行 泵送。 泵送过程中：要保证混凝土供应的连续性。因混凝土泵送压 力较大，需定期检查泵管壁厚和泵送过程中的安全管理工作。 易炸管部位：锥管、弯管和软管。 必要的防范：泵车前的锥管、弯管及接头必须用编制袋进行 覆盖，防止炸裂时混凝土喷出伤人。
混凝土工程新技术
一、 高强高性能混凝土 二、 超高泵送混凝土
一、高强高性能混凝土
1、高强高性能混凝土（HS-HPC） 高强高性能混凝土——强度等级超过C80的混凝土。 特点——是比高性能混凝土（HPC）具有更高的强度和耐 久性，并且工作性良好，能够适应于超高层泵送。
ห้องสมุดไป่ตู้ 一、高强高性能混凝土
2、我国高强高性能混凝土情况 近几年，我国已大量应用C80以上的高强高性能混凝土，例 如2009年竣工的广州珠江新城西塔工程为432m，采用C100； 深圳京基中心高度为411m，采用120MPa的混凝土。 ——德国混凝土结构设计规范：达到C110级 ——挪威混凝土结构设计规范：达到C105级 我国目前的相关技术标准：主要有中国工程建设标准化协会 标准：《高性能混凝土应用技术规程》CECS207：2006，以 及《高强混凝土结构技术规程》CECS104：99，但也仅限于 C80以内的混凝土。
二、超高泵送混凝土
5. 技术指标 （1）混凝土拌合物的工作性良好，无离析泌水；塌落度一般在 180～200mm；泵送高度超过300m的，塌落度宜≥240mm，扩展 度≥600mm，倒锥法混凝土下落时间≤15s。 （2）硬化混凝土物理力学性能符合设计要求。 （3）混凝土的输送排量、输送压力和泵管布设要依据准确的计 算，并制定详细的实施方案，并进行模拟高程泵送试验。 6. 适用范围 超高泵送混凝土适用于泵送高度大于200m 的各种超高层建筑。
二、超高泵送混凝土
2. 泵送混凝土的制备及性能要求 （3）性能要求
基本要求：塑性大、和易性好
可泵性要求：压送阻力减少、防止离析 常规泵送的可泵性：坍落度、压力泌水率两个指标描述，前者 反映拌合物的流动性，后者主要反映拌合物的稳定性与保水性。 超高泵送的可泵性：以坍落度为基础，辅以扩展度和其他指标。
一、高强高性能混凝土
5、高强高性能混凝土施工要求
2）运 输 混凝土从搅拌结束到施工现场使用不宜超过120min； 应使用搅拌运输车运送，装料前应将筒内的积水排净。在运 输过程中，严禁添加计量外用水。 当混凝土运输到施工现场时，应抽检坍落度。 2）浇 筑 混凝土的浇筑应采用泵送施工，高频振捣器振动成型。 浇筑时，振捣器应垂直点振，不得平拉；当混凝土拌合物的 坍落度低于120mm时，应加密振点分布，不得漏振。 应特别注意二次振捣和二次振捣的时机，确保有效地消除塑 性阶段产生的沉缩和表面收缩裂缝。
谢 谢
二、超高泵送混凝土
硅酸盐水泥熟料的组成： （一）化学组成： 硅酸盐水泥熟料主要是由一系列氧化物组成的，其中CaO、 SiO2、AI2O3、Fe2O3→总计在95%以上。另外，还含有MgO、 SO3、TiO2、P2O3、K2O、Na2O等氧化物，其总量多在5%以下。 （二）熟料的矿物组成： 硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙（C3A） 铁铝酸四钙（C4AF） 名称 凝结硬化速度 28d水化放热量 强度 硅酸 三钙 快 多 高 硅酸二钙 慢 少 早期低，后期高 铝酸 三钙 最快 最多 低 铁铝酸 四钙 快 中 低
一、高强高性能混凝土
3、高强高性能混凝土存在的不足 脆性问题——目前尚未完全解决； 改善途径——主要通过掺入纤维来调整，以增加韧性，降 低开裂。
一、高强高性能混凝土
4、高强高性能混凝土主要技术特点 （1）基本材料要求 HS-HPC 的水胶比≤28％，W ≤ 200kg/m3；F+C:650～ 700kg/m3；其中：C:450～500kg/m3，F(硅粉及矿物微细 粉)150～200kg/m3，G:900～950kg/m3，S:750～800kg/m3。 采用聚羧酸高效减水剂或氨基磺酸高效减水剂。 HS-HPC 用于钢筋混凝土结构还需要掺入体积含量2.0～2.5 ％的纤维，如聚丙烯纤维、钢纤维等。
钢纤维
一、高强高性能混凝土
4、高强高性能混凝土主要技术特点 （2）主要性能要求 1）工作性：新拌HS-HPC 混凝土的工作性直接影响该混凝土 的施工性能。其特点：粘度大，流动性慢，不利于超高泵送 施工。混凝土拌合物的技术指标主要是坍落度、扩展度和倒 筒时间：坍落度≥240mm，扩展度≥600mm，倒筒时间≤10s， 同时不得有离析泌水现象。 2）配制设计强度： fcu,o = 1.15 fcu,k 3）耐久性：因其内部结构密实，孔结构更加合理，耐久性可 以免检。
二、超高泵送混凝土
1、超高泵送混凝土技术
超高泵送混凝土技术一般是指泵送高度超过 200m 的现代混 凝土泵送技术。 近年来，随着经济和社会发展，泵送高度超过 300m 的建筑 工程越来越多，因而超高泵送混凝土技术已成为超高层建筑 施工中的关键技术之一。 超高泵送混凝土技术是一项综合技术，包含： ①混凝土制备技术 ②泵送参数计算 ③泵送机械选定与调试 ④泵管布设和过程控制
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3. 泵送设备的选择和泵管的布设
（1）泵送设备的选择
③混凝土最大泵送阻力：
Pmax
其中：
PH L Pf 6 10
重视坍落度 变化
t2 2 PH K1 K 2 1 v2 2 r t1
K1 —— 粘着系数（Pa）： K1 ＝300－S1 ； K2 —— 速度系数（Pa· m/s）： K2 ＝400－S1 ； S1 —— 混凝土坍落度（cm）；r——输送管半径（m）； v2 —— 混凝土拌合物在输送管内的平均流速（m/s）； t2/t1 —— 分配阀切换时间与活塞推动时间之比，取0.3； a2—— 径向压力与轴向压力比，普通混凝土取0.9。
一、高强高性能混凝土
5、高强高性能混凝土施工要求
4）养 护 混凝土必须加强保湿养护，特别是底板、楼面板等大面积混 凝土浇注后，应立即用塑料薄膜严密覆盖。 二次振捣和压抹表面时，可卷起覆盖物操作，然后及时覆盖， 混凝土终凝后可用水养护。 采用水养护时，水的温度应与混凝土的温度相适应，避免因 温差过大而混凝土出现裂缝。 保湿养护期不应少于14d。 当混凝土中胶凝材料用量较大时，应采取覆盖保温养护措施。 并应采取措施确保混凝土内外温差不超过25℃。
二、超高泵送混凝土
2. 泵送混凝土的制备及性能要求 （2）混凝土的制备
水泥与外加剂的适应性试验→确定矿物掺合料双掺比例 “叠加 效应”→确定掺合料的替代掺量→调整外加剂性能、砂率、粉 体含量，进一步降低混凝土和易性尤其是粘度的经时变化率→ 确定几组试验室配合比→根据现场实际泵送高度变化（混凝土 性能泵送损失）情况，采用不同的配合比进行生产施工。
二、超高泵送混凝土
3. 泵送设备的选择和泵管的布设
（1）泵送设备的选择
③混凝土最大泵送阻力：
Pmax
PH L Pf 6 10
Pmax ——混凝土泵送最大阻力（MPa）； ΔPH ——混凝土在水平输送管内流动每米产生的压力损失（Pa/m） L ——混凝土输送管累计水平换算距离（m）；查表 Pf ——混凝土泵送系统附件及泵体内部压力损失；查表 混凝土泵的额定工作压力应大于Pmax。