科技助力超高性能混凝土應用

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      伴隨著建筑施工技術的發(fā)展，我國乃至世界各地具有地標性質的超高層建筑如雨后春筍般涌現，其施工更要求高效率、高性能、低能耗。隨著建筑技術的發(fā)展，高層、超高層建筑中大量使用到高強、超高強混凝土，混凝土的配置及其超高泵送技術是其中的重要一環(huán)。

      超高性能混凝土具有強度高、負荷能力大、資源和能源消耗少、耐久性好等優(yōu)點，能滿足土木與建筑工程輕量化、高層化、大跨化、重載化以及耐久化等諸多方面的要求，是混凝土科學與技術發(fā)展的主要方向。我國的科研人員對超高性能混凝土進行了持續(xù)的、卓有成效的研究，在配制技術與配比參數、微觀結構與宏觀結構、強度性能與變形性能、收縮濕脹與耐久性能方面進行了研究，并用于實踐。

       上海環(huán)球金融中心高性能混凝土澆筑技術

       上海環(huán)球金融中心是高性能混凝土應用的一個很好的范例。據上海建工集團副總工程師龔劍介紹，超高層建筑對混凝土的強度及性能要求很高。以往，高性能混凝土作為特種混凝土在工程中應用較少，技術尚不成熟。上海建工在該項目的施工過程中，創(chuàng)新研制出了采用特殊外加劑配制的高性能混凝土澆筑技術。運用這一創(chuàng)新的大體積混凝土施工的綜合技術，直徑達100米、厚4.5米、總方量達2.89萬立方米的主樓底板混凝土在42個小時內一次連續(xù)澆搗完成，創(chuàng)造了超高層建筑工程中大體積混凝土一次澆搗的當時世界新紀錄。在豎向結構中，應用免振澆搗的自密實混凝土技術，解決了關鍵性施工難題，使混凝土施工技術上了一個新臺階。廣州西塔高性能混凝土技術新突破

      在廣州西塔的建設過程中，建設者們攻克了諸多世界級施工難題，實現了高性能混凝土技術新突破。建筑總高度達437.5米的廣州西塔是中國第三高樓，由中國建筑工程總公司和廣州市建筑集團有限公司聯(lián)合體承建。整個建筑設計為筒中筒結構體系，鋼管混凝土巨型斜交網格柱外筒，鋼筋混凝土剪力墻內筒，鋼筋混凝土組合樓蓋連接內外筒。且結構在平面和豎向不斷變化，尤其是69層以上酒店層的變化幅度最為突出。這種獨特創(chuàng)新的筒中筒結構體系決定西塔的建設尤為復雜和施工難度極高。建設者積極組織開展各種試驗和科技攻關，將C100高性能混凝土一次成功泵送到333米高度。

       京基100大廈“超級明星”C120超高性能混凝土

        在京基100大廈項目中，中建四局攜手中聯(lián)重科完成了C120混凝土在417米高度的泵送，創(chuàng)造了新的世界紀錄，表明我國在該項研究領域中處于世界的領先水平。

       超高泵送使用的C120超高性能混凝土可以說是混凝土界的“超級明星”，具有更優(yōu)越的力學性能、耐火性能、斷裂韌性、微收縮性和耐久性能。其抗壓強度已達到120MPa以上，是普通C30 C40混凝土強度的3倍 4倍，可以大量節(jié)省混凝土的體積，也相應節(jié)省了砂、石、水泥、外加劑、水等材料。在相同的建筑外形條件下，可增加建筑物的可使用面積，是一種節(jié)能、環(huán)保的混凝土。由于在配比制作的過程中添加了聚丙烯纖維，其在斷裂韌性上得到很大的提升，收縮性能可控制在規(guī)范要求的范圍之內。由于內部結構更為密實，C120超高性能混凝土在抗凍融循環(huán)的次數得到滿足的同時，抗氯離子滲透和硫酸鹽腐蝕的性能非常突出，這不僅能更好地預防高樓患上“骨質疏松”，而且特別適合在超高層建筑、大跨度建筑、跨海建筑等工程中推廣應用，是該領域科技創(chuàng)新重要研究成果。

      性能研究還需突破運用科技力量加強推廣力度

      當前，超高性能混凝土發(fā)展已經是一種趨勢。對性能的研究還有待突破，包括自干燥引起的自收縮、礦物微細粉的科學分類和品質標準及其與混凝土外加劑之間的相容性、高性能混凝土多組分復合材料的復合化超疊加效應及高強高性能混凝土的韌性研究。建筑業(yè)消耗世界資源近40%，如將建筑物的壽命延長一倍，資源能源消耗和環(huán)境污染就要減輕一半。延長混凝土的使用年限、提高混凝土的耐久性、減少混凝土結構修補、減少水泥混凝土需要量，將會提高資源和能源的利用率，減少經濟費用，避免經濟損失，節(jié)約資源和能源，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。