自密实C60高强高性能混凝土的配制及应用.pdf

第 4 3 卷 第 7期 2 0 1 2年 7月 V0 1 ． 4 3 No ．7 J u 1 ．2 01 2 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o ~ v 6 4 3 自密实C 6 0 高强高性能混凝土的配制及应用 俞振达 ，黄建淞，岳 劲，赵旭 ( 云南建工第六建筑 工程有限公司 ， 6 5 0 0 4 1 ， 昆明) 摘要 ：结合昆明地区地方材料 ， 利用“ 多掺” 技术 ， 并采用正交设计方法 ， 在满足混凝土强度的同时考虑施 工工艺 、 现场环境条件等诸多因素 ． 对 自密实C 6 0 高强高性 能泵送混凝土的配制及应用进行了分析 ， 并有针对性 地应用在了省级重点工程中 ， 取得了良好的效果 。 关键词 ：自密实 ； C 6 0 高强高性能混凝土 ； 正交分析 ； “ 多掺 ” 试验 中图分类号： T U5 2 8 ． 3 1 文献标识码 ： B 文章编 号： 1 0 0 0 — 4 7 2 6 ( 2 0 1 2 ) 0 7 — 0 6 4 3 — 0 3 PREPARATI ON AND APPLI CATl oN oF S ELF— COM PACTED C6 0 HI GH-S TRENGTH AND HI GH—PERFORM ANCE CONCRETE YU Z h e n — d a 。HUA NG J i a n — s o n g ，YUE J in ，Z HA O u ( Y u n n a n C o n s t r u c t i o n E n g i n e e r i n g C o r p ． T h e S i x t h C o n s t ruc t i o n C o ． ， L t d ． ， 6 5 0 0 4 1 ， K u n mi n g ， C h i n a ) Abs t r a c t ： Ac c o r d i n g t o c h a r a c t e r i s t i c s o f l o c a l b u i l d i n g ma t e rials o f Ku n mi n g ， ” mu l t i p l e- a d mi x t u r e ” t e c h n i q u e a n d o r t h o g o n al d e s i g n me t h o d a r e a d o p t e d t o s a t i s f y c o n c r e t e s t r e n g t h ．P r e p a r a t i o n a n d a p p l i c a t i o n o f s e l f — — c o mp a c t e d C 6 0 h i g h- s t r e n g t h an d h i g h- p e rfo r ma n c e p u mp e d c o n c r e t e are an a l y z e d wi t h c o n s i d e r a t i o n o f v a r i o u s f a c t o r s ，i n c l u d i n g c o n s t r u c t i o n p r o c e s s a n d fil e d e n v i r o n me n t al c o n d i t i o n s ，e t c ．S u c h c o n c r e t e i s u s e d i n p r o v i n c i al k e y p r o j e c t o n c e r t a i n p u r p o s e ，and f a v o r a b l e e f f e c t s are o b t a i n e d ． Ke y wo r ds ： s e l f- c o mp a c t i o n ； C 6 0 h i g h-s t r e n gth a n d h i g h- p e rfo r ma n c e c o n c r e t e ； o rth o g o nal a n a l y s i s ； ” mu l t i p l e — a d mi x t u r e ”t e s t 近年来 ， 随着建筑技术的不断发展 ， 高层建筑中对 混凝土的性能要求越来越高。自密实混凝土拌合物要 求具有良好的流动性 ， 不离析 、 不泌水、 不振 ( 或少插换 捣 )能 自动流平穿过稠密钢筋间隙，充满模而包裹钢 筋 。 对于难以浇筑振捣的部位 ， 可避免 由于振捣不足而 造成的孔洞、 蜂窝、 麻面等质量缺陷。配制自密实混凝 土最为关键的技术是选用优质骨料 、 活性掺合料、 外加 剂。根据工程需要 ，并结合昆明地区原材料的实际情 况 ，经过几十次探索试验 ，配制出具有自密实性能的 C 6 0 高强高性能泵送混凝土 。做到了既保证工程质量 又经济合理 1 工程概况 云南大学呈贡校区图书馆工程是省级重点工程。 其中6 ． 7 7 0 - 8 ． 4 5 0 m圆柱托座及方柱托座为1 3 ． 0 0 0 m层 钢结构体系3 6 1 1 1 跨H形桁架钢筋混凝土支座悬挑结构 构件 ， 承载力高达7 0 0 0 k N 以上 ， 是该工程 中极其重要 的构件之一 。圆柱托座有4 个 ， 每个托座高1 ． 6 m， 直径 为3 ． 2 m， 悬挑长度 为0 ． 8 5 m； 方柱托座有4 个 ， 每个托座 平面尺寸为1 ． 2 re x 2 。 7 m，高度为1 ． 6 m，悬挑支承长为 1 ． 0m， 托座底面下1 0 0m m为圆柱及方柱施工缝 。托座 收稿 日期： 2 0 1 2 — 0 5 — 1 7 作者简介：俞振达 ( 1 9 6 3 一 ) ， 男 ， 云南 昆明人 ， 董事长 ， 总经理 ， 高级 工程 师 ， 一级建造师 ， e — ma i 1 ： 3 7 3 3 3 6 4 7 0 @q q ． c o i n ． 混凝土设计强度等级为C 6 0 ， 总量为8 0 多m ， 设计要求 按大体积混凝土进行施工和控制， 钢筋密度大 ， 要求混 凝土流动性大 ， 具有 自密实性能。 2 原材料及掺 合料的选 用 ( 1 )P 0 5 2 ． 5 水泥 ： R 3 = 3 1 ． 4 MP a ， R 2 8 = 6 0 ． 0 MP a ； 安 定性合格 ， 初凝时间为3 h 4 5m i n ， 终凝时间为5 h 2m i n ； 水泥中Mg O 含量为1 ． 4 7 ％， S O 3 含量为2 ． 3 6 ％，烧失量为 2 ． 5 9 ％ 。 ( 2 )细骨料 ： 为1 ． 2 0 、 含泥量为2 ． 0 ％、 含水 率为 2 ％的龙潭山砂 ； Mk 为3 ． 2 8 、 含泥量为1 ． 2 ％、 含水率为5 ％ 的人工砂 ； 两种砂按一定比例混合成 中砂 ， 帆 为2 ． 6 5 。 ( 3 )粗骨料 ： 大 板桥碎石 ， 粒径5 ～ 2 0 m i l l 连续级 配 ， 表观密度 为2 ． 7 3 rd c m 。 ， 吸水 率 为1 ． 0 ％ ， 含泥 量为 0 ． 1 ％， 针片状含量为5 ． 2 ％， 压碎指标为8 ％。 ( 4 )昆明电厂产I I 级粉煤灰 ： 细度( 0 ． 0 4 5 I n m筛 ) 筛 余为1 4 ％， 需水量 比为9 0 ％， 烧失量为1 ． 8 ％， S O 3 含量为 0． 1 ％ 。 ( 5 )硅粉 ： 比表面积大于2 00 0 0 m~g ， S i O 2 含量为 9 1 ％， F e O ， 为含量1 ． 3 ％， A 1 2 O 3 含量为2 ． 1 ％， C a O 含量为 0． 8 ％ 。 ( 6 )膨胀剂 ： S F P 型膨胀防水剂 ， 细度为5 ％ 1 0 ％， 密度为2 ． 8 5 g ／ c a ， 限制膨胀率为0 ． 0 2 ％～ 0 ． 0 6 ％。 自应力 6 4 4 建筑技术 第 4 3卷第 7期 为0 ． 2 ～ O ． 8 MP a 。 ( 7 )外加剂 ： 具有超流化 、 保塑、 高减水性能的复 合S F B ~ 0 。 ( 8 )水 ： 饮用水。 3 试配方案及 过程 鉴于工程的重要性和特殊性 ，为便于更好地选用 掺合料 ， 保证混凝土的浇筑及成型后结构质量。 在结合 以往经验的基础上经过认真分析讨论 ，确定此次试配 按以下两个步骤进行 。 3 ． 1 L 9 ( 3 4 ) 正 交分 析 L 9 ( 3 ) 正交分析结果如表1 所示。 表1正 交分 析 结果 因素 S F B 剂 硅粉 粉煤灰 砂率 坍落度 扩散度 R， R嚣 ／ ％( A ) ， ％( B ) ／ ％( c ) ／ ％( D ) ／ e m ／ e m ／ MP a ／ MP a 1 1 ( 1 ． 0 ) 1 ( 5 ) 1 ( 1 0 ) l ( 4 1 ) 2 O 5 1 5 6 -4 7 0 ． 3 2 1 ( 1 ． 0 ) 2 ( 8 ) 2 ( 1 5 ) 2 ( 4 2 ) 2 1 5 0 5 8 ． 2 7 1 ． 2 3 1 ( 1 ．O ) 3 ( 1 o ) 3 ( 2 0 ) 3 ( 4 3 ) 2 O 5 2 5 8 -3 7 5 ． 2 4 2 ( 1 ． 2 ) 1 ( 5 ) 2 ( 1 5 ) 3 ( 4 3 ) 2 4 6 2 6 2 ． 9 7 8 ． 0 5 2 ( 1 ．2 ) 2 ) 3 ( 2 0 ) 1 ( 4 1 ) 2 2 5 6 5 4 ． 8 7 4 ． 2 6 2 ( 1 ． 2 ) 3 ( 1 O ) 1 ( 1 0 ) 2 ( 4 2 ) 2 2 5 8 6 2 ． 1 7 3 ． 8 7 3 ( 1 ．4 ) l ( 5 ) 3 ( 2 0 ) 2 ( 4 2 ) 2 4 6 0 5 5 ． 7 7 1 ．6 8 3 ( 1 ．4 ) 2 ( 8 ) 1 ( 1 0 ) 3 ( 4 3 ) 2 4 5 8 6 1 ． 1 7 2 ． 2 9 3 ( 1 ．4 ) 3 ( 1 0 ) 2 ( 1 5 ) 1 ( 4 1 ) 2 3 5 6 5 1 ．9 7 3 ． 1 Kl 21 4． 1 21 9 ． 9 2l 6 ． 3 2l 7 ． 6 K2 2 2 6 21 7 ． 6 2 2 2 ． 3 21 6 ． 6 3 2 1 9．5 2 2 2 ． 1 2 21 2 2 5 ． 4 l 7 1 ．4 7 3 _3 7 2 ．1 7 2 ．5 ∑： 7 5 ． 3 7 2 ．5 7 4． 1 7 2．2 K2 6 5 9 ． 6 73 ．2 7 4 73 ．7 7 5 ． 1 3 R 3 ． 9 1 ． 5 2．0 2．9 此试验 目的是在水泥用量固定的前提下找出S F B 剂 、 硅粉 、 粉煤灰 的最佳掺量及最佳砂率 ， 考核指标是 R 坍落度、 扩散度 、 R ， 在考核指标中 ， R 丛 最 重要 ， 其 次是坍落度 、 扩散度 ， 再次是R ， 。 从计算结果看， 船 越大 越好 ，因素A的3 个水平中K 值最大 ，即外加剂掺量 1 ． 2 ％最好 ； 同理 ， 因素B 的3 个水平中B 3 最好 ， 因素C 的3 个水平中C 2 最好 ，因素D的3 个水平中D 3 最好 ；因此 A 2 B 3 C 2 D 3 试验条件最好 。从观察抗压强度来看 ， 最 好 的是4 号试验( A 2 B 1 C 2 D 3 ) ， R 勰 最 好 的是4 号试 验 ( A 2 B 1 C 2 D 3 ) ， 坍落度最好的是4 ， 7 ， 8 ， 9 号试验 ， 扩散度 最好的是4 号试验 。 因此 ， 最佳试验条件为A 2 B 3 C 2 D 3 或 ( A 2 B 1 C 2 D 3 ) 。从极差R 来看 ， S F B 剂( A) 是主要影响因 素， 硅粉 ( B) 是次要因素 ； 从价格来看 ， 硅粉价格昂贵 ， 掺量越大成本越高， 在满足使用条件下 ， 宜选用较小掺 量 。因此 ， ( A 2 B 1 C 2 D 3 ) 为最佳试验条件。 3 ． 2 “ 多掺” 试 验 在正交分析得出配合比的基础上， 采用内掺法 。 分 别单掺 、 双掺 、 三掺硅粉 、 粉煤灰 、 膨胀 剂进行对 比试 验， 结果如表2 所示。 表2 “ 多掺” 试验结果 水 硅 粉 膨 S F B 砂 水 湿 坍 扩 抗渗能力 煤 胀 容 落 散 强度， MP a 泥 粉 剂 室 胶 压力 灰 剂 量 度 度 结果 ／ k g ／ l 【 g ， k g ／ k g ， ％ ／ ％ 比 ， ／ e ra ／ e ra 3 d 7 d 2 8 d 6 0d ／ MP a 5 46 1 ． O O ． 3 6 2 4 40 2 2 5 8 41 ．3 5 8 ． 1 7 0 ． 6 7 0 ． 6 5 2 0 2 6 1 ． 0 O ． 3 5 2 4 8 0 2 0 48 4 0． 8 5 6 ． O 6 8 ． 2 6 8 ． 2 4 7 5 7 l 1 ． O 0 ． 3 5 2 4 55 2 3 6 0 3 5．O 5 4．0 6 9 ． 8 6 9 ． 8 4 96 5 O 1 ． 2 O ． 3 5 2 4 6 ( ] 2 2 5 0 4 3 ． 0 6 0．0 7 1 ．0 7 1 ．0 4 5 5 2 3 6 8 1 ．2 4 2 O _ 3 5 2 4 8 ( ] 2 3 5 3 2 8 -2 5 1 _ 3 7 1 ．4 7 1 - 4 1 ． 6 未渗 4 3 7 6 6 4 4 1 ． 2 0 - 3 5 2 4 6 0 2 2 5 4 4 2 ． 0 5 6．2 7 0． 8 7 0 ． 8 4 2 0 21 6 3 42 1 ． 2 0 ． 3 5 2 4 713 2 4 63 4 3．4 61 ． 8 7 6 ． 8 7 6 ． 8 4 00 2 0 6 O 4 0 1 ． 2 O - 3 5 2 4 7 ( 3 2 3 5 6 4 0 ． 0 58 ．4 7 1 ．O 7 1 ． 0 4 40 22 6 6 4 4 1 ． 2 0 - 3 5 2 4 70 2 3 6 0 4 5．0 63 _ 3 8 0 ． O 8 0 ． 0 ( 1 )在 1 ～ 7 组试验中， 从工作性方面分析 ， 试配过 程 中7 组试验无离析 、 泌水现象 ， 粘性好 ， 流动大 ， 能 自 动摊开； 从强度方面分析 ， 7 组试验强度增长平稳 ， 不仅 早期强度高， 2 8 d 强度也保持在较高水平。 ( 2 )在水泥用量发生改变时 ， 7 ， 8 ，9 组试验结果均 能满足要求 ， 但9 组不经济 ， 7 ， 8 两组中由于现场施工条 件和试验室试配条件有一定波动 ，为保证工程质量， 7 组试验较理想。 ( 3 )在 1 — 9 试验中， 抗渗能力均大于P 1 2 级 。 综合以上三点分析 ，为了达到混凝土 自密实效果 及C 6 0 强度等级要求 ， 混凝土中同时掺加硅粉 、 粉煤灰、 膨胀剂效果最好 。之后 ， 对7 组配合比进行了重复验证 试验， 平均强度为6 1 ．0 M P a 、 R 2 8 平均强度为7 6 ． 2 M P a ， 结果与7 组相吻合。因此确度如下施工配合比：水泥 ， 4 2 0 k g ； 硅粉 ， 2 1 k g ； 粉煤灰 ， 6 3 k g ； 膨 胀剂 ， 4 2 k g ； 砂 ， 7 3 3 k g ； 碎石 ， 1 0 2 6 k g ； S F B 剂 ， 1 ． 2 ％； 用水量 ， 1 9 0 k g ； 砂 率 ， 4 2 ％； 水胶比 ， 0 ． 3 5 。 4 施工过程的质量控制 为了确保托座混凝土的施工质量 ，中心试验室专 门抽人对现场进行技术指导， 并制订了以下几条措施 ： ( 1 ) 确保现场原材料 质量符合要求 ， 水泥 、 掺合料按品 种 、 等级分别堆放 ， 以免混用 ， 并挂牌标示 ； ( 2 ) 严格执 行配合比 。 混凝土搅拌盘过秤 ， 掺合料 、 外加剂应有专 人负责投料 ， 严格控制水胶比 ， 搅拌时间延长 3 0 s ； ( 3 ) 混凝土搅拌过程中， 随时观察混凝土拌合物的流淌性 ， 每隔3 0 m i n 抽查坍落度 、 扩散度 ； ( 4 ) 混凝土浇 筑前要 清理细石混凝土面层 ．检查上部柱钢 筋绑扎 、模板支 第 4 3卷第 7期 2 0 1 2年 7月 Vo 1 ．4 3 No ． 7 J u 1 ．2 0 1 2 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o w ~ 6 4 5 既有广场不 良地质条件下深基坑支护技术 俞振达， 黄建淞， r 赵 旭，岳 劲，陆 彪 ( 云南建工第六建筑工程有限公 司， 6 5 0 0 4 1 ， 昆明 ) 摘要 ：“ 首领公馆 ． 首座” 广场属深大基坑支护工程。 考虑到工程周边环境复杂 ， 开挖范围内存在厚大的填 土层 。 填土层性质不均 ， 属不良地质条件 ， 采用放坡卸载桩锚 、 土钉的联合支护方案 ， 旋挖钻孔灌注桩 咬合水泥土 桩周边封 闭止水帷幕 ， 坑内止降水技术 。 结果表明 ， 各侧边坡位移很小 ， 均满足了设计要求 ， 地下水也得到有效地 控制。 关键词 ：深基坑 ； 不良地质； 咬合桩联合支护 ； 降水 ； 变形监测 中图分类号 ： T U4 7 3 ． 2 文献标识码 ： B 文章编号： 1 0 0 0 — 4 7 2 6 ( 2 0 1 2 ) 0 7 - 0 6 4 5 - 0 3 S U P P ORT I NG T EC HNI QUE IN DEE P F OUN DAT I ON P I T 0F E XI S TING S QUARE UNDE R ADVERS E GEOLOGI CAL CONDI TI oN YU Zh en — d a，HUANG J ian —s o n g，ZHAO Xu，YUE Jin，LU Bi a o ( Y u n n a n C o n s t r u c t i o n E n g i n e e r i n g C o r p ． T h e S i x t h C o n s t ruc t i o n C o ． ， L t d ． ， 6 5 0 0 4 1 ， K u n m i n g ，C h i n a ) Ab s t r a c t ： ” C a p t a i n Ma n s i o n- Ma s t e r B u i l d i n g ” s q u a r e i s a d e e p a n d l a r g e ~u n d a t i o n p i t s u p p o r t i n g e n g i n e e rin g ． C o n s i d e rin g c o mp l e x e n v i r o n me n t a l c o n t e x t a n d a d v e r s e g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s ， e ． g ． t h i c k fi l l i n g s t r a t u m wi t h i n e x c a v a t i o n s c o p e a n d u n e v e n n a t u r e o f f i l l i n g s t r a t u m， e t c ． ，v a r i o u s c o n s t r u c t i o n me t h o d s a r e a d o p t e d ，s u c h a s s u p p o si n g me t h o d o f s l o p i n g u n l o a d i n g p i l e a n c h o r p l u s s o i l n a i l ，wa t e r — s t o p d i a p h r a g m wa l l s e a l e d a r o u n d r o t a r y d r i l l e d a n d b o r e d p i l e i n t e r l o c k e d wi t h c e me n t - s o i l p i l e ， a s we l l a s wa t e r - s t o p a n d d e wa t e fin g t e c h n i q u e s i n ~u n d a t i o n p i t ．Af t e r c o n s t ruc t i o n ，i t i s p r o v e d t h a t e a c h s i d e s l o p e h a s o n l y a s l i g h t d i s p l a c e me n t ，wh i c h s a t i s fie s t h e d e s i g n r e q u i r e me n t s ，a n d t h a t g r o u n d wa t e r i s als o e f f e c t i v e l y c o n t r o l l e d ． Ke y wo r d s ： d e e p f o u n d a t i o n p i t ； a d v e r s e g e o l o g i c al c o n d i t i o n ； i n t e r l o c k e d p i l e s u p p o r t i n g ； d e wa t e r i n g ； d e f o r ma t i o n mo n i t o rin g 1 工程概 况 1 ． 1 场 地条 件 “ 首 领 公 馆 首 座 ” 广 场 工 程 总 建 筑 面 积 为 1 7 3 4 2 6 ． 1 4 r f l ， 为钢筋混凝土框架 ( 部 分框架剪力墙 ) 收稿 日期 ： 2 0 1 2 — 0 5 — 1 7 作者简介：俞振达 ( 1 9 6 3 一 ) ， 男 ， 云南昆明人 ， 董事长 ， 总经理 ， 高级工程 师 ， 一级建造师 ， e _ - mm l ： 3 7 3 3 3 6 4 7 0 @q q ． t o m． 结构 ， 人工挖孔桩钢筋混凝土筏形基础 。 基坑开挖深度 为1 1 ． 1 — 1 4 m， 最大基坑支护垂直深度为1 4 m， 开挖面积 约 1 9 7 0 0 m ， 基坑 围护周长约7 1 5 m。基坑北、 东面为市 政道路 ， 地下管线密集 ， 基坑边有一地下供水管道 ， 埋 深 为1 ． 5 I T I ， 距基坑边最小距离2 ． 1 5 n l ； 西面与东湖小区 相 邻 ， 距基坑最 近处为7 ． 5 1 T I ， 基坑 周边环境条件复杂 ( 图1 ) ， 对基坑施工影响大。 撑 、 漏浆状况 ， 确认模板拼缝严密后对模板浇水充分湿 润； ( 5 ) 混凝土浇筑过程中 ， 在输送泵 口派人观 测拌合 物流动状况 ， 检测坍落度损失； ( 6 ) 托座混凝土浇筑前 ， 对8 个托座进行测温布点 ，混凝土初凝后覆盖2 层麻袋 和 1 层黑塑料布进行保温保湿养护； 专人监控混凝土温 升状况 ， 并作记录； 当温升高峰期过后表面温度与大气 温度的温差小于1 0 ℃， 即可撤除覆盖麻袋及塑料布 ， 继 续浇水养护 ， 混凝土强度达 1 o 0 ％后才能拆模； ( 7 ) 要求 取样抗渗试件4 组 ， 抗压试件2 4 组 ， 其中8 组抗压试件与 构件同条件养护 ， 其余拆模后即进行标准养护。 5 应用 结果 由于严格管理 ， 现场拌制的混凝土泵送顺利 ， 无离 析 、 泌水现象 ， 混凝土能充分填充托座内部 ， 拆模后托 座表面光滑 ， 无蜂窝麻面 ， 未出现裂纹。 ( 1 )强度分析 ： 现场取样 的2 4 组混凝土 ， 其中8 组 检测7 d 抗压强度 ， 平均值为5 4 ． 0 MP a ； 1 6 组检~ 1J 2 8 d 抗 压强度 ， 平均值为7 0 ． 5 MP a ， 标准差为5 ． 5 MP a 。按标准 进行统计评定 ， 混凝土强度合格。 ( 2 )抗渗检验 ： 抗渗能力大于P 1 2 ， 试件劈开后平 均渗水高度为3 ． 8 a m。 ( 3 )测温结果： 中心温度与表面温度 的温差小 。 参考文献 [ 1 ] 肖佳， 陈雷， 赵 金辉． 掺合料对C 6 0 高性能混凝土力学性 能影响[ J 】 _建 筑技术 ， 2 0 1 1 ，3 3 (4 ) ： 1 0 — 1 3 ．