馮乃謙：UHP-SCC的研發(fā)及其超高泵送技術

　　4月24日，全國超高層泵送混凝土技術研討會在北京隆重召開，會議由中國混凝土與水泥制品協(xié)會預拌混凝土分會主辦，格雷斯中國有限公司、北京中宇砼鑫科技發(fā)展有限責任公司承辦。研討會特別邀請了清華大學、江蘇建筑科學研究院、格雷斯化學建材、北京中超混凝土有限公司等專家、學者做關于超高層高強泵送混凝土的學術報告。清華大學馮乃謙教授做《UHP-SCC的研發(fā)及其超高泵送技術》為主題的報告。

清華大學馮乃謙教授

　　馮乃謙教授首先介紹了使用超高性能自密實混凝土（UHP-SCC）的廣州西塔工程項目情況。廣州西塔項目是廣州珠江新城六大標志性建筑之一，位于珠江新城西南部核心金融商務區(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。該項目中，使用了強度等級為C100的超高性能自密實混凝土及其超高泵送技術。以天然沸石粉及特種外加劑配制的超高性能自密實混凝土，具有高流動性、高粘性、高的保塑性能及可泵性；在施工應用時，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天強度能滿足了C100強度等級的要求，并與振動成型的混凝土具有相同的強度。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混凝土比基準混凝土具有更高的性能。

廣州西塔項目

　　清華大學馮乃謙教授介紹了SCC的發(fā)展應用與UHP-SCC的配制技術。SCC是日本東京大學最早研發(fā)與應用,并制訂了相應的標準;日本工程中應用最多的是明石大橋工程。我國工程中應用最多的SCC,是武漢高鐵火車站工程,一次施工應用了C50的SCC 6000多立方米,C30,C60,C70及C100的SCC在工程中也得到了應用。UHP-SCC在配制過程中，其特點是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，往往會給混凝土帶來早期開裂。UHP-SCC是一種研發(fā)和生產的技術難度大，但便于施工應用的一種新型環(huán)境友好型的混凝土。HPC配合比具有以下特點：與普通引氣混凝土相比,HPC的細粉料含量大,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,細骨料的用量兩者大體相同。

　　UHP-SCC混凝土進入現場后檢測項目如下：坍落度、坍后擴展度、壓力泌水。混凝土抗壓強度試件分別在泵送前、泵送后進行取樣、制作并進行強度對比

　　1、泵管布置原則

　　混凝土管道的布設應遵循以下原則：地面水平管的長度應大于垂直高度的四分之一；在地面水平管道上應布置截止閥；在相應樓層，垂直管道布置中應設有彎道。

　　2、泵管材質要求

　　輸送管采用45Mn2鋼，調質后內表面高頻淬火,硬度可達HRC45～55,壽命比普通管可提高3～5倍。彎管采用耐磨鑄鋼。

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

　　3、管道截止閥

　　每條泵送管路應設置2個液壓截止閥

　　⑴ 一為泵出口10米左右處安放一個:用于停機時泵機故障的處理;當運行一段時間后，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。

　?、?在水平至垂直上升處安放一個;以減少停機時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，每兩節(jié)混凝土輸送管至少用一個固定管夾固定，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

彎管支撐實物圖

　　1．釆用天然沸石超細粉配制UHP-SCC，可不用增稠劑?；炷恋牧鲃有源?，但粘聚性好，不泌水，不離析，不分層，U型流動試驗時能均勻流過鋼筋，上升達32CM，2小吋后仍達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4小時，而又無泌水、離析和緩凝現象。其拌合物即使在30MPa的壓力下也不會發(fā)生泌水。經過泵前與泵后的采樣對比，工作性能變化不大，滿足了超高泵送施工要求。

　　3．試驗的UHP-SCC振搗與免振試件的抗壓強度差不多，說明其自密實性好，有利于

　　高密度鋼筋的施工要求。UHP-SCC 28天強度≥108MPa（試驗室28天強度≥117 MPa，）滿足配合比設計要求。

　　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較低。平板開裂試驗數據也證明，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粉及特種外加劑之故。