內(nèi)筒外模高強(qiáng)度混凝土的應(yīng)用

□文/張 斌 鄭全樂(lè) 姚有為 王夢(mèng)華

內(nèi)筒外模高強(qiáng)度混凝土的應(yīng)用

□文/張 斌 鄭全樂(lè) 姚有為 王夢(mèng)華

高強(qiáng)度、高性能混凝土技術(shù)被住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部定為“建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)”推廣項(xiàng)目之一，C80混凝土屬于高強(qiáng)度混凝土范疇，具有高強(qiáng)度、高耐久性、高體積穩(wěn)定性、高工作性能等優(yōu)點(diǎn)，是今后高層、超高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展要求的一種需要，其應(yīng)用前景無(wú)限廣闊。文章結(jié)合工程實(shí)例，論述C80高強(qiáng)度混凝土的工作性能、施工方法、檢測(cè)方法等，進(jìn)一步說(shuō)明了該施工工法的可行性。

內(nèi)筒外模；高強(qiáng)度；C80；混凝土

1 工程概況

某工程總規(guī)劃用地7.07 hm2，總建筑面積56.32萬(wàn)m2，其中，A5、A4、A3 三棟寫(xiě)字樓主樓地上 43 層，總設(shè)計(jì)高度為150 m，因超高限制每棟塔樓20根框架柱內(nèi)設(shè)置20根直徑700 mm鋼管，鋼管壁厚50 mm，鋼管柱內(nèi)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C80，管外為C60。

2 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

1）C80混凝土配合比要求高。鋼管柱C80混凝土的工程應(yīng)用在國(guó)內(nèi)尚未廣泛，CECS 28—2012《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》中也無(wú)高性能混凝土鋼管柱施工條文。

要求混凝土的流動(dòng)性好，坍落度損失少；混凝土拌和物粘聚性要好，不離析、不分層、不泌水，達(dá)到自密實(shí)免振搗效果；混凝土收縮很小，甚至不收縮，保證混凝土與鋼管粘結(jié)，使鋼管與混凝土整體工作。

2）混凝土澆筑難度大。每3層澆筑一次，混凝土自鋼管上口落下，不能進(jìn)行振搗，此種施工工藝將出現(xiàn)以下難點(diǎn)：

（1）混凝土自由下落高度約11 m，因在鋼管內(nèi)上口澆筑，自由度過(guò)高要求混凝土不能出現(xiàn)離析現(xiàn)象；

（2）混凝土需穿過(guò)3層結(jié)構(gòu)，至少12層縱橫向主梁交叉鋼筋，鋼筋間空隙約在70～150 mm，混凝土不能在梁鋼筋處出現(xiàn)堆積現(xiàn)象，要求混凝土達(dá)到免振搗自密實(shí)效果，因此需要加大塌落度，選用合適外加劑、摻合料及配比用量。

3）成型質(zhì)量檢測(cè)。混凝土自鋼管柱上口進(jìn)行澆筑，一次成型，直接隱蔽，對(duì)內(nèi)部混凝土澆筑完成質(zhì)量密實(shí)度及成型質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)面臨考驗(yàn)。

3 原材料及混凝土配合比設(shè)計(jì)

3.1 材料選擇

采用現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)原材料和添加劑，優(yōu)化混凝土配合比，提高混凝土的各項(xiàng)性能，通過(guò)摻入高效減水劑、細(xì)磨礦渣、I級(jí)粉煤灰配制C80級(jí)高性能混凝土。

粗骨料選用沈陽(yáng)哈達(dá)碎石，級(jí)配較好，直徑5～20 mm，20～25 mm較少，細(xì)骨料選用渾河中砂，經(jīng)過(guò)水洗降低含泥量至1%，水泥選用小野田52.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，摻合料加入Ⅰ級(jí)粉煤灰、礦粉和硅灰，外加劑選用高效減水劑聚羧酸型，攪拌后試配現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試塌落度達(dá)到230 mm，擴(kuò)展度達(dá)到600 mm，拌和后2～3 h內(nèi)塌落度損失較小，試驗(yàn)觀(guān)察漿體握裹力較強(qiáng)，碎石能較好的隨著漿體擴(kuò)散到四周，不出現(xiàn)碎石堆積及離析現(xiàn)象。

3.2 材料用量

材料用量見(jiàn)表1。

表1 C80級(jí)混凝土配合比

4 混凝土施工

4.1 混凝土攪拌

1）控制室必須嚴(yán)格按攪拌站試驗(yàn)室發(fā)出的混凝土配合比通知單下料，嚴(yán)格控制混凝土的配料順序，先進(jìn)行干料攪拌，均勻后再加水拌和。

2）對(duì)攪拌站微機(jī)控制系統(tǒng)及自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)要嚴(yán)格認(rèn)真監(jiān)控，經(jīng)常檢查其工作狀況是否正常。投料時(shí)要確保原材料品種使用無(wú)誤，計(jì)量允許偏差不得超過(guò)下列規(guī)定：水泥、摻合料、水為±1%；粗細(xì)骨料為±2%；外加劑為±1%。

3）嚴(yán)格控制水灰比，攪拌站試驗(yàn)室要定時(shí)進(jìn)行砂石含水率的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)砂石含水率變化應(yīng)及時(shí)調(diào)整配合比并及時(shí)通知控制室。

4）混凝土攪拌采用濕拌方式，嚴(yán)格控制混凝土的攪拌時(shí)間和投料順序，水泥、砂、摻合物、石投料后在攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌60 s，均勻后再加入水、外加劑，然后裝入攪拌車(chē)內(nèi)再攪拌。

4.2 混凝土運(yùn)輸

1）混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)裝料前應(yīng)沖洗拌筒并清除筒內(nèi)積水后方能裝料。混凝土出廠(chǎng)前必須經(jīng)質(zhì)檢員檢查合格后才能簽證放行。

2）運(yùn)輸途中拌筒以1～3 r/min速度進(jìn)行攪動(dòng)。

3）攪拌車(chē)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)卸料前應(yīng)使拌筒以8～12 r/min轉(zhuǎn)1～2 min，然后再進(jìn)行反轉(zhuǎn)卸料。

4）必須按發(fā)貨單注明的工程名稱(chēng)、部位、混凝土強(qiáng)度等級(jí)，及時(shí)、準(zhǔn)確地運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)，攪拌車(chē)運(yùn)送頻率和運(yùn)送時(shí)間必須符合施工要求。

5）混凝土在運(yùn)送途中及至施工現(xiàn)場(chǎng)均嚴(yán)禁加水。

4.3 抽樣檢測(cè)

在混凝土攪拌車(chē)卸料約1/4～3/4之間取樣，裝入150 mm×150 mm尺寸試模，人工搗拌，在初凝前抹平并用濕麻包覆蓋，第二天進(jìn)行保養(yǎng)。每根鋼管柱每次澆筑均應(yīng)取樣，取樣數(shù)量為2組，測(cè)取7、28 d的抗壓強(qiáng)度。

混凝土攪拌車(chē)出站前和卸料前塌落度抽檢每柱不少于2次，塌落度損失≯20 mm。

4.4 混凝土澆筑

在工程施工中，由于鋼管混凝土柱位置分散，采用了塔吊吊運(yùn)施工。

1）混凝土澆筑前施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)做好各種準(zhǔn)備工作。搭設(shè)施工操作平臺(tái)，檢查塔吊的工作狀況，料斗和振動(dòng)器的使用情況。

2）混凝土的任務(wù)單上必須寫(xiě)明工程名稱(chēng)、地點(diǎn)、部位、數(shù)量、混凝土各項(xiàng)技術(shù)要求(強(qiáng)度等級(jí)、塌落度、緩凝時(shí)間等）、交接班搭接要求，連同混凝土施工配合比通知單一起下達(dá)。

3）混凝土的澆筑采用吊斗吊運(yùn)，在鋼管柱口采用溜槽緩沖混凝土下落，盡量保持混凝土零速自由下落。

4）混凝土應(yīng)分層澆筑，分層厚度應(yīng)≤2 000 mm，等待10 min，排除大量氣泡后再進(jìn)行上層澆筑。為保證梁鋼筋交叉處混凝土成型質(zhì)量，在澆筑第2段和第3段混凝土前先將振搗棒放入管內(nèi)，采用邊澆筑邊振搗方式逐漸上提振搗棒，振搗時(shí)間不宜過(guò)久。

5）澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中斷，如出現(xiàn)間歇時(shí)間，則應(yīng)在前層混凝土初凝前將次層混凝土澆筑完畢。

6）每次澆筑混凝土完成后應(yīng)低于管面標(biāo)高200 mm，混凝土膠凝體中石子不下沉，呈均勻分布。因采用聚羧酸外加劑表面會(huì)出現(xiàn)少量浮漿，則可用人工刮除浮漿至完成面標(biāo)高并將混凝土表面刮花處理。

7）雨天施工時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)采取防雨措施，接料斗、混凝土攪拌車(chē)出料口及鋼管柱頂均用塑料編織布遮蓋、防止雨水滲入。大雨時(shí)嚴(yán)禁施工。

5 管內(nèi)混凝土質(zhì)量檢測(cè)

最下面一段鋼管柱內(nèi)混凝土振搗棒因鋼筋縱橫交錯(cuò)眾多，間隙較小無(wú)法插入不能進(jìn)行振搗，混凝土結(jié)合面處澆筑時(shí)容易出現(xiàn)氣泡，造成脫粘、空洞等現(xiàn)象，這將直接影響鋼管柱內(nèi)剪力的傳遞，從而影響整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的安全。因此對(duì)鋼管芯框架柱第一段內(nèi)部混凝土密實(shí)情況采用超聲進(jìn)行檢測(cè)。

框架柱截面尺寸為1 200 mm×1 200 mm，水平四周每200 mm布置一測(cè)點(diǎn)，上下相鄰測(cè)點(diǎn)距離為200 mm，見(jiàn)圖1。

圖1 框架柱斷面測(cè)點(diǎn)布置

根據(jù)超聲檢測(cè)參數(shù)并經(jīng)綜合分析判定認(rèn)為：該工程所測(cè)鋼管芯鋼筋混凝土框架柱（在層高范圍）內(nèi)部未發(fā)現(xiàn)蜂窩、孔洞等不密實(shí)混凝土，即框架柱內(nèi)部（鋼管芯內(nèi)、外）混凝土澆筑基本密實(shí)，可滿(mǎn)足施工質(zhì)量要求。

6 結(jié)語(yǔ)

高性能混凝土在建筑工程中的應(yīng)用產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)效果是十分明顯的，在高層、超高層建筑豎向構(gòu)件中應(yīng)用高性能混凝土，可有效縮小豎向構(gòu)件的斷面尺寸，建筑的有效使用面積擴(kuò)大，減輕建筑物自重，降低造價(jià)；高強(qiáng)高性能鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以獲得更大跨度，而又能節(jié)省混凝土材料。高性能混凝土大量使用超細(xì)礦渣和優(yōu)質(zhì)粉煤灰，節(jié)省資源、能源，與環(huán)保相協(xié)調(diào)。通過(guò)本工程應(yīng)用實(shí)踐制定的鋼管柱C80級(jí)高性能混凝土施工工法，實(shí)踐證明是可行的。

□鄭全樂(lè)、姚有為 、王夢(mèng)華/中國(guó)建筑第八工程局有限公司天津分公司。

TU528.31

C

1008-3197（2013）04-16-02

10.3969/j.issn.1008-3197.2013.04.006

2012-09-25

張 斌/男，1968年出生，天津新金融投資有限責(zé)任公司，從事工程技術(shù)管理工作。