C80自密實混凝土在超高復雜結構工程中的泵送應用

張有燦，高芳勝

（深圳市安托山混凝土有限公司，廣東　深圳　518040）

C80自密實混凝土在超高復雜結構工程中的泵送應用

張有燦，高芳勝

（深圳市安托山混凝土有限公司，廣東深圳518040）

本文通過C80自密實混凝土配合比的設計和配合比驗證，采用雙摻技術配制出一次性泵送可到達200米高度的C80自密實混凝土。生產供應的C80自密實混凝土具有良好的和易性、流動性、填充性、可泵性能和力學性能，在深圳市漢京金融中心超高泵送、復雜勁性鋼結構工程的施工應用效果良好，很好地解決了高強混凝土超高泵送、復雜勁性結構施工的技術難題。

C80；自密實；超高泵送；復雜勁性結構

0　前言

自密實混凝土是指具有高流動性、均勻性和穩定性，澆筑時無需外力振搗，在自身重力作用下能夠流動并充滿模板空間的混凝土。自密實混凝土拌合物具有良好的填充性、間隙通過性和抗離析性，硬化后具有良好的力學性能和耐久性能等優點，自密實混凝土多用于復雜的柱、梁和剪力墻不易振搗施工的結構。

1　工程概況

漢京金融中心工程位于深圳市南山區，占地面積11017m2，總建筑面積165014.4m2，地下室5層、地上結構61層，建筑物高度350m，是目前世界上最高的全鋼結構設計的在建建筑物。該工程的鋼結構連接復雜，巨型鋼管柱截面尺寸為1.2m×3.2m，鋼管柱內部配置有豎向和橫向交錯連接的鉤狀或環狀鋼板。負5層（標高-24.6m）～36層（標高196m）的巨型鋼管柱采用 C80混凝土，混凝土用量14000m3；37～51層巨型鋼管柱采用 C70混凝土，混凝土用量2000m3；52～61層(標高350多米)巨型鋼管柱采用 C60混凝土，混凝土用量1000m3。

2　工程混凝土的技術要求

深圳市漢京金融中心工程采用創新性的全鋼結構體系，巨型鋼管柱為復雜勁性結構設計。因鋼管柱內部配置有豎向和橫向交錯連接的鉤狀或環狀鋼板復雜勁性連接構造使混凝土施工存在不易振搗或振搗不到位的風險。為保證并提高混凝土施工質量，施工單位選用自密實混凝土施工，要求自密實混凝土拌合物具有良好的可泵性能、抗離析性能和無振搗自填充密實性能。C80混凝土的施工技術指標要求為：擴展度SF2（660～755mm）等級，擴展時間T500=4～7s，坍落度倒置排空時間4～7s，混凝土拌合物的保水性、流動性、填充性、粘聚性和抗離析性良好，滿足自密實混凝土超高泵送的施工技術要求。

3　原材料情況

水泥：P·II52.5R硅酸鹽水泥，性能檢測指標見表1。

表1　水泥性能指標

粉煤灰： F類I級，性能檢測指標見表2。

礦粉：S95級，性能檢測指標見表3。

表3　礦粉性能指標

細集料：細度模數2.7的河砂，河砂顆粒級配為 II 區，含泥量0.6%，表觀密度2630kg/m3。

粗集料：5～20mm 連續級配花崗巖反擊破碎石，粒型較好，性能檢測指標見表4。

表4　粗集料性能指標

減水劑：含固量20% 聚羧酸型緩凝高性能減水劑，氯離子含量0.07%，摻量1.7% 時的減水率30%。檢驗指標符合GB8076－2008《混凝土外加劑規范》性能質量要求。

4　配合比設計

配合比設計依據 JGJ55－2011《普通混凝土配合比設計》、JGJ/T281－2012《高強混凝土應用技術規程》和 JGJ/T283—2012《自密實混凝土應用技術規程》。

配制強度 fcu.o：根據JGJ/T281－2012《高強混凝土應用技術規程》的要求，fcu,o≥1.15fcu,k=92MPa，為確?；炷量箟簭姸鹊谋ＷC率，宜適當地提高安全保證系數，本配比設計選用配制強度95MPa。

水膠比 W/B：按高強混凝土水膠比經驗數據，選用水膠比 W/B =0.27。

用水量 W0：根據 JGJ55－2011設計規程用水量參考值，摻量1.7%減水劑減水率30%，用水量為W0=225×(1-30%)=158kg/m3。

膠凝材料用量B：B= W0÷(W/B)=585kg/m3。

粉煤灰F：根據試驗數據，粉煤灰摻量宜為15%，F=88kg/m3。

礦渣粉Ks：根據試驗數據，礦粉摻量宜為25%，Ks=146kg/m3。

水泥用量C：C=351kg/m3。

外加劑用量Ad ：摻量1.7%，用量為 Ad=10.0kg/m3，其中外加劑含水量為10×(1-20%)=8kg/m3，修正后實際用水量W=150kg/m3。

粗骨料G用量：根據自密實混凝土配合比設計粗骨料的體積要求，擴展度SF2等級的自密實混凝土的粗骨料體積宜選用0.30～0.33m3,本配合比設計選用0.33m3，粗骨料的用量為G=871kg/m3。

細骨料 S 用量：采用重量法，假定混凝土容重為2400kg/m3，計算得出河砂用量為 S=784kg/m3，砂率47.4%。

試驗用基準配合比為 ：水:水泥:粉煤灰:礦渣粉:碎石:河砂:外加劑=150:351:88:146:871:784:10.0。

5　設計配合比試驗及結果

配合比試驗按0.26、0.27、0.28的水膠比進行，見表5，三組試拌的混凝土拌合物0h、1h 、2h、3h 的擴展度及經時3h 的倒置坍落度筒排空時間、T500、離析性測試結果見表6，三組拌合物的保水性、粘聚性、泌水性、流動性、均勻性、抗離析性良好。三組試配拌合物分別成型試塊后進行標準養護室養護，并進行相關力學性能測試，結果見表7。

表5　試驗配合比　kg/m3

從試驗結果表6、表7可以看出，A215、AS216、A217配合比的混凝土拌合物擴展度經時損失都很小，符合高強混凝土拌合物坍落度、擴展度經時損失小的技術要求。A215配合比的混凝土擴展度不符合工程的技術要求，同時抗壓強度過高造成了材料的浪費；A216配合比的混凝土拌合物性能指標、力學指標滿足工程施工技術及混凝土配合比設計的要求；A217配合比的混凝土抗壓強度偏低不能滿足工程技術及混凝土配合比設計的要求。

表6　試驗配合比的混凝土拌合物性能

表7　試驗配合比的混凝土力學性能

為了使 C80自密實混凝土能順利在工程中泵送施工應用，在漢京金融中心大廈工程混凝土澆筑施工前，試驗室進行了6次不同批次原材料的 A216配合比驗證試驗，驗證試驗的結果見表8和表9。

表8　驗證 A216配合比的混凝土拌合物性能檢測結果

表9　驗證 A216配合比的混凝土力學性能檢測結果

從驗證試驗的結果表8、表9數據來看，6組混凝土28d 標養試塊平均強度96.9MPa ，最低一組強度為94.3MPa（≥1.15fcu.o），且混凝土拌合物的擴展度及其經時損失的檢驗結果都符合混凝土施工的技術要求，完全能滿足 C80自密實混凝土超高泵送施工的需要。

6　C80自密實混凝土的應用

深圳市漢京金融中心工程復雜勁性巨柱 C80自密實混凝土自2015年6月開始泵送施工，目前結構高度已達150m 以上?；炷潦┕て陂g，攪拌站嚴格控制混凝土拌合物的擴展度720～750mm 出廠，到施工現場的混凝土拌合物擴展度保持在680～740mm，所以混凝土泵送作業非常順利，混凝土拌合物從泵管流出順暢，沒發生過一起混凝土堵泵現象（泵送的壓力15～20MPa）。C80自密實混凝土生產期間抽檢混凝土拌合物成型試塊129組，標準養護28d 試塊平均抗壓強度為96.1MPa，最大值為102.2MPa，最小值為92.6MPa。檢測巨型鋼管柱內硬化的混凝土與鋼板粘結性良好，沒發現有空鼓現象，混凝土的質量得到建設單位和施工單位的好評。

7　結論

（1）采用雙摻配合比技術，充分發揮活性摻合料的超疊加效應，不摻硅灰的前提下可配制能泵送的 C80自密實混凝土。

（2）所配制的 C80自密實混凝土拌合物具有剪應力小和流動性好的工作性能，滿足超高泵送的要求。

（3）生產的 C80自密實混凝土在工程中使用時泵送順利，混凝土拌合物流動性好、施工方便，具有良好的工作性、力學性和經濟性。

[1]JGJ55－2011．普通混凝土配合比設計規程[S]．

[2]JGJ283－2012．自密實混凝土應用技術規程[S]．

[3]JGJ/T281－2012．高強混凝土應用技術規程[S]．

[4]GB50119－2013．混凝土外加劑應用技術規程[S]．

[5]CCES02－2004．自密實混凝土設計與施工指南[S]．

［通訊地址］廣東省深圳市福田區北環路南側（518040）

張有燦，男（1966—），1988年7月山東建材學院本科畢業，一直從事建筑行業工作。