北京建工新材混凝土技術(shù)五年“高”考三級跳躍紀實

北京建工新材公司模擬垂直800米盤管試驗

  五年來，在全世界范圍內(nèi)，建筑最高紀錄不停被刷新。僅2016年，就有128座超過200米的建筑在世界上19個國家，54座城市拔地而起，創(chuàng)造了前所未有的歷史紀錄。而在中國，更是連續(xù)9年擁有最多的200米及以上竣工建筑。

  2017年8月17日，北京建工新型建材公司將混凝土泵送到北京的最高空，混凝土泵送500米的高度在這一刻付諸實踐，收集到實際供應中的第一手數(shù)據(jù)，推動北京新型建材公司在超高層建筑領(lǐng)域的絕對技術(shù)優(yōu)勢。作為中國超高層建筑的逐夢者，他們用精益求精、勇于創(chuàng)新的工匠精神，映現(xiàn)了中國快速發(fā)展的新成就。

  這也代表著建材工業(yè)在新的發(fā)展時期，技術(shù)探索有效地建立在社會發(fā)展的需求基礎上。以北京建工新型建材公司為代表的建材企業(yè)，在創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的道路上打響“抓高端，求探索，建協(xié)同”的攻堅戰(zhàn)，更在全新的市場應用領(lǐng)域，不斷探索實踐，不斷創(chuàng)造新的紀錄。

  在過去的五年，他們自主研發(fā)的C60自密實混凝土澆筑國內(nèi)第一大體積底板成功；模擬垂直800米高度泵送成功；?？谒鬁夭畲篌w積底板一次性澆筑成功；一次一次階段性勝利為新型建材公司創(chuàng)新攻堅戰(zhàn)交付滿意答卷。

  底板之“最”緩凝混凝土澆筑“無縫”底板

  隨著建筑行業(yè)不斷向超高層建筑方向邁進，新型建材公司也在混凝土領(lǐng)域不斷探索，根據(jù)中高端混凝土尤其是高端混凝土供給不足的市場供需情況，不斷在優(yōu)化超大體積混凝土、自密實混凝土以及高標號混凝土配比，力求掌握超高層建筑領(lǐng)域需要的“高精尖”混凝土技術(shù)，向高端混凝土和建材行業(yè)新需求進軍，而初次參與天津117大廈底板澆筑便拉開自主研發(fā)產(chǎn)品過渡的大幕。

  早在2012年新型建材公司就自主研發(fā)C50混凝土配比，為天津117大廈底板澆筑供應10000余方混凝土。一年之后，新型建材公司技術(shù)團隊吸取初次澆筑C50超大混凝土底板經(jīng)驗，聯(lián)合清華大學專家團隊，自主研發(fā)出“新型建材公司配置”C50自密實混凝土，攻克更高標號大體積混凝土一次性澆筑水化熱不易控制的難題，為新型建材公司參與中國尊底板澆筑奠定技術(shù)基礎。

  2014年4月23日正式拉開國內(nèi)一次性澆筑的最大體積底板的澆筑序幕，經(jīng)過93小時日夜奮戰(zhàn)，56000立方米混凝土澆筑完成。

  超大體積混凝土底板硬化過程中，伴隨水泥水化放熱過程，由于中心放熱，不易散去，中心溫度遠高出外界溫度，中心混凝土形成膨脹硬化狀態(tài)，而混凝土表面散熱較快，形成收緊硬化狀態(tài)，由于內(nèi)外熱脹冷縮的程度不同，導致脹裂式不可逆轉(zhuǎn)裂縫。建立混凝土硬度、水泥水化進程與散熱情況的關(guān)系函數(shù)成為控制收縮裂縫的關(guān)鍵點。面對這個難題，新型建材公司給出的答案是混凝土緩凝，通過放慢反應速率，留足時間散熱，防止混凝土內(nèi)外出現(xiàn)巨大溫差，防止開裂。

  但是C60高標號自密實超大混凝土底板澆筑，卻從未有人有過在自然條件下的實際澆筑經(jīng)驗，新型建材公司關(guān)于緩凝的實驗設想都是在“摸石頭過河”。但目前，新型建材公司已經(jīng)成功將C60自密實混凝土超大底板一次性澆筑付諸實踐，在國內(nèi)最大一次性澆筑底板澆筑任務中一顯身手。

  “國際領(lǐng)先”泵送技術(shù)保障500米高度突破

  早期新型建材公司就提出超高層供應“一條龍服務”的構(gòu)想，在攻克超高層超大體積底板澆筑難題后，新型建材公司又開始向高層泵送進軍。建造路上，將混凝土泵送到云端已然成為率先登陸超高層建設領(lǐng)域的號角，以及贏得CBD地區(qū)高端商業(yè)項目重要籌碼。

  2015年12月26日，新型建材公司1590米水平盤管實驗正式實施，隨著水、凈漿、砂漿和混凝土的依次泵入，經(jīng)過3個多小時的泵送，實驗一次性取得成功。本次試驗先泵送水、凈漿來進行潤管工作，防止管壁倒吸泵管中混凝土的水分導致混凝土拓展度變化影響泵送，再泵送砂漿，利用汽車剎車摩擦轉(zhuǎn)換原理，一定程度上較小泵送過程中的摩擦阻力，優(yōu)化水平盤管泵送工藝，并且通過對混凝土流變性研究，成功研制出低粘度高強度混凝土。同時，給出不同高度超高層混凝土可泵性控制參考指標；首次揭示混凝土經(jīng)過長距離高壓泵送后性能變化規(guī)律等一系列科研成果。

  2015年底，北京的室外環(huán)境溫度達-10℃，由于泵送距離長，十余次開機泵送中任何一次泵送操作失誤、400余管泵管連接處有任何一次泄露、1590米管道任何一處沒有潤濕完全、混凝土十余項數(shù)據(jù)指標中任何一項數(shù)據(jù)不合格，都將可能導致實驗失敗。為確保1590米盤管實驗取得全面成功，所有問題環(huán)節(jié)總工們都是親自排查，只為掌握低粘度高強度混凝土研發(fā)及泵送關(guān)鍵技術(shù)的第一手數(shù)據(jù)。

  目前，由北京市住建委主持通過了“垂直泵送800米以上混凝土技術(shù)及工程應用”的國際先進科技成果鑒定；北京市科委、發(fā)改委等六部門通過了關(guān)于“超高層建筑混凝土泵送施工技術(shù)及應用”的北京市新技術(shù)新產(chǎn)品（服務）證書；“垂直泵送800以上混凝土技術(shù)”進入北京市住房城鄉(xiāng)建設科技成果推廣目錄（2017）；依托“垂直泵送800米以上混凝土技術(shù)及工程應用”，新型建材公司獲得了北京市科技服務專項資助，與清華大學聯(lián)合申請國家自然科學基金《超高層泵送大流態(tài)混凝土可泵性與流變性能關(guān)系》，與北交大申請北京市自然科學基金。2015年-2016年期間，新型建材公司在超高層泵送領(lǐng)域研究先后授權(quán)實用新型專利10項，發(fā)明專利2項，核心期刊論文4篇。

  除了在學術(shù)領(lǐng)域取得行業(yè)專家一致認可之外，2016年8月，新型建材公司將自主研發(fā)的低粘度高強度混凝土泵送至330米，首次打破市內(nèi)最高泵送記錄。2017年8月17日，新型建材公司將混凝土泵送到北京最高空，將混凝土泵送500米高度付諸實踐，收集到實際供應中的第一手數(shù)據(jù)，推動新型建材公司在超高層領(lǐng)域繼續(xù)發(fā)展。

  統(tǒng)籌協(xié)同區(qū)域拓展新天地

  國內(nèi)建筑市場競爭異常激烈，為適應市場環(huán)境變化，北京建工集團全面推行全國七大“戰(zhàn)區(qū)”管理，增強“戰(zhàn)區(qū)”管理的協(xié)同意識，搞好牽頭抓總，與各二級單位建立“一盤棋”的統(tǒng)籌規(guī)劃。新型建材公司也搭乘了建工集團七大“戰(zhàn)區(qū)”一區(qū)一策、協(xié)同并進的政策大船，緊靠“華南”戰(zhàn)區(qū)戰(zhàn)略部署，以?？谒ㄔO為依托，以鐵軍風范開拓華南市場，以工匠精神打造建工品牌。

  ?？陔p子塔·南塔由北京建工集團施工，由新型建材公司海南分公司主要負責混凝土供應。?？谒O計高度428米，建成后將成為海南第一高樓。但由于軟土地質(zhì)，常年高溫環(huán)境，以及地震和強臺風等環(huán)境因素影響，底板澆筑“零失誤”顯得尤為重要。

  2017年7月11日下午，底板第一車混凝土開始澆筑，拉開了?？陔p子塔·南塔工程塔樓筏板基礎單次9.6萬噸近4萬方混凝土澆筑施工任務的序幕。新型建材公司海南分公司不僅在供應量上居6家之首，還是?？谒装迮浜媳鹊莫毤夜獑挝?，各個供應單位使用的配合比全部都是“新材配制”。

  在?？陔p子塔·南塔項目施工現(xiàn)場，中午氣溫32℃，體感氣溫41℃。在軟土和高溫環(huán)境下建設?？陔p子塔，超大底板既要防止水化熱散熱不均開裂，又要考慮特殊環(huán)境下絕熱溫升、混凝土收縮、軟土地質(zhì)等因素導致的沉降開裂等影響。新型建材公司技術(shù)人員就地取材，進行大量試配，實地調(diào)整客服混凝土配比因原材變化“水土不服”的慣性，配制出新材牌超高層?？谒Ｓ没炷?。未來新型建材公司海南分公司將繼續(xù)突破，克服當?shù)乇瘛⒋箫L以致臺風等惡劣環(huán)境因素的影響，克服混凝土高溫暴曬收縮的影響，泵送低標號高流態(tài)混凝土到428米以上，助力?？诘谝桓邩琼樌旯ぁ?

  在海南建設雙子塔，沒有成熟先例可循，沒有經(jīng)驗可復制，每一步都具有開創(chuàng)性。他們在祖國的南大門上建設起一面北京建工“建德立業(yè)，工于品質(zhì)”的旗幟。

  在一場又一場付諸實踐的戰(zhàn)役中，新型建材公司經(jīng)歷的是砥礪奮進的五年。從沒有經(jīng)驗到C60超大底板澆筑實踐；從200米左右高度實踐，到模擬垂直800米以上泵送的大膽實踐；從堅實的地基、適宜的地理條件平地起高樓，到接受軟土和超高溫建設挑戰(zhàn)，每一年都是新的高度，每一次跨越都凝聚這了一批建工人的汗水與希望。