馮乃謙：UHP-SCC的研發(fā)及其超高泵送技術(shù)

　　4月24日，全國超高層泵送混凝土技術(shù)研討會(huì)在北京隆重召開，會(huì)議由中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)預(yù)拌混凝土分會(huì)主辦，格雷斯中國有限公司、北京中宇砼鑫科技發(fā)展有限責(zé)任公司承辦。研討會(huì)特別邀請(qǐng)了清華大學(xué)、江蘇建筑科學(xué)研究院、格雷斯化學(xué)建材、北京中超混凝土有限公司等專家、學(xué)者做關(guān)于超高層高強(qiáng)泵送混凝土的學(xué)術(shù)報(bào)告。清華大學(xué)馮乃謙教授做《UHP-SCC的研發(fā)及其超高泵送技術(shù)》為主題的報(bào)告。

清華大學(xué)馮乃謙教授

　　馮乃謙教授首先介紹了使用超高性能自密實(shí)混凝土（UHP-SCC）的廣州西塔工程項(xiàng)目情況。廣州西塔項(xiàng)目是廣州珠江新城六大標(biāo)志性建筑之一，位于珠江新城西南部核心金融商務(wù)區(qū)，在廣州市的新中軸線上。西塔建筑總高高度440.75m，是華南第一高樓，該項(xiàng)目占地面積3.1萬m2，總建筑面積約45萬m2。由地下4層、地上103層的主塔樓和28層附樓組成，建筑投資概算約60億元。該項(xiàng)目中，使用了強(qiáng)度等級(jí)為C100的超高性能自密實(shí)混凝土及其超高泵送技術(shù)。以天然沸石粉及特種外加劑配制的超高性能自密實(shí)混凝土，具有高流動(dòng)性、高粘性、高的保塑性能及可泵性；在施工應(yīng)用時(shí)，將這種混凝土泵送至411M的高度。能均勻流過鋼筋，填充模板。UHP-SCC28天強(qiáng)度能滿足了C100強(qiáng)度等級(jí)的要求，并與振動(dòng)成型的混凝土具有相同的強(qiáng)度。而且這種含有特種外加劑及天然沸石粉的超高性能自密實(shí)混凝土比基準(zhǔn)混凝土具有更高的性能。

廣州西塔項(xiàng)目

　　清華大學(xué)馮乃謙教授介紹了SCC的發(fā)展應(yīng)用與UHP-SCC的配制技術(shù)。SCC是日本東京大學(xué)最早研發(fā)與應(yīng)用,并制訂了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn);日本工程中應(yīng)用最多的是明石大橋工程。我國工程中應(yīng)用最多的SCC,是武漢高鐵火車站工程,一次施工應(yīng)用了C50的SCC 6000多立方米,C30,C60,C70及C100的SCC在工程中也得到了應(yīng)用。UHP-SCC在配制過程中，其特點(diǎn)是W/C（W/B）更低，膠凝材料用量比HPC更多，新拌混凝土的粘性更大，施工更困難，特別是泵送施工，而且自收縮值大，往往會(huì)給混凝土帶來早期開裂。UHP-SCC是一種研發(fā)和生產(chǎn)的技術(shù)難度大，但便于施工應(yīng)用的一種新型環(huán)境友好型的混凝土。HPC配合比具有以下特點(diǎn)：與普通引氣混凝土相比,HPC的細(xì)粉料含量大,而粗骨料含量較汦；與水下澆筑混凝土相比,水下澆筑混凝土用水量大,水泥用量也大;但粗,細(xì)骨料的用量兩者大體相同。

　　UHP-SCC混凝土進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后檢測(cè)項(xiàng)目如下：坍落度、坍后擴(kuò)展度、壓力泌水?；炷量箟簭?qiáng)度試件分別在泵送前、泵送后進(jìn)行取樣、制作并進(jìn)行強(qiáng)度對(duì)比

　　1、泵管布置原則

　　混凝土管道的布設(shè)應(yīng)遵循以下原則：地面水平管的長度應(yīng)大于垂直高度的四分之一；在地面水平管道上應(yīng)布置截止閥；在相應(yīng)樓層，垂直管道布置中應(yīng)設(shè)有彎道。

　　2、泵管材質(zhì)要求

　　輸送管采用45Mn2鋼，調(diào)質(zhì)后內(nèi)表面高頻淬火,硬度可達(dá)HRC45～55,壽命比普通管可提高3～5倍。彎管采用耐磨鑄鋼。

　　⑵ 高層泵送時(shí)輸送管道沖擊大、壓力高，從泵出料口到高度200米樓層之間采用壁厚達(dá)12mm的高強(qiáng)耐磨輸送管。高度200米以上采用10mm、400米以上采用7mm壁厚的高強(qiáng)耐磨輸送管，平面澆注和布料機(jī)采用?125B耐磨輸送管。使用過程中應(yīng)經(jīng)常檢查管道的磨損情況，及時(shí)更換已經(jīng)磨損的管道。

　　3、管道截止閥

　　每條泵送管路應(yīng)設(shè)置2個(gè)液壓截止閥

　?、?一為泵出口10米左右處安放一個(gè):用于停機(jī)時(shí)泵機(jī)故障的處理;當(dāng)運(yùn)行一段時(shí)間后，眼鏡板、切割環(huán)等磨損后便于保養(yǎng)和維修以及管路的清洗和拆卸。

　　⑵ 在水平至垂直上升處安放一個(gè);以減少停機(jī)時(shí)垂直混凝土回流壓力的沖擊。

截止閥

　　4、泵管的固定

　　垂直管道可隨電梯井或穿越樓面布設(shè)，每兩節(jié)混凝土輸送管至少用一個(gè)固定管夾固定，固定管夾可用地腳螺栓固定于墻體或砼墩上。

水平直管的固定

彎管支撐三維圖

豎管的固定

彎管支撐實(shí)物圖

　　1．釆用天然沸石超細(xì)粉配制UHP-SCC，可不用增稠劑?；炷恋牧鲃?dòng)性大，但粘聚性好，不泌水，不離析，不分層，U型流動(dòng)試驗(yàn)時(shí)能均勻流過鋼筋，上升達(dá)32CM，2小吋后仍達(dá)30CM高度。

　　2．在UHP-SCC組成中，還采用了特種外加劑，能使減水劑緩慢析放到混凝土中，保持混凝土的塑性達(dá)4小時(shí)，而又無泌水、離析和緩凝現(xiàn)象。其拌合物即使在30MPa的壓力下也不會(huì)發(fā)生泌水。經(jīng)過泵前與泵后的采樣對(duì)比，工作性能變化不大，滿足了超高泵送施工要求。

　　3．試驗(yàn)的UHP-SCC振搗與免振試件的抗壓強(qiáng)度差不多，說明其自密實(shí)性好，有利于

　　高密度鋼筋的施工要求。UHP-SCC 28天強(qiáng)度≥108MPa（試驗(yàn)室28天強(qiáng)度≥117 MPa，）滿足配合比設(shè)計(jì)要求。

　　4與具有相同配比的UHPC相比，UHP-SCC的自収縮、早期収縮及長期収縮值均相應(yīng)較低。平板開裂試驗(yàn)數(shù)據(jù)也證明，本研究的UHP-SCC的抗裂性能較好。這是由于摻入了天然沸石超細(xì)粉及特種外加劑之故。