超高性能混凝土超高泵送411米創(chuàng)世界新紀(jì)錄

高性能混凝土是國(guó)外20世紀(jì)80年代末、90年代初基于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)提出的新概念混凝土，自概念提出以來(lái)，一直是混凝土科研與工程技術(shù)人員的研究方向。其最大特點(diǎn)是：高耐久性，高體積穩(wěn)定性，有足夠的力學(xué)性能及良好工作性。用高性能混凝土替代傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)和建造在嚴(yán)酷環(huán)境中的特殊結(jié)構(gòu)，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并被認(rèn)為是今后混凝土技術(shù)的發(fā)展方向。

超高性能混凝土是20世紀(jì)混凝土材料突破性的進(jìn)展。強(qiáng)度100MPa的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土可以代替鋼材用于各種結(jié)構(gòu)，并且具有極長(zhǎng)的使用壽命，是一種省資源、省能源、環(huán)境友好型的新材料。

超高泵送混凝土技術(shù)一般是指泵送高度超過(guò)200m的現(xiàn)代混凝土泵送技術(shù)。隨著高層、超高層建筑的增多和商品混凝土的廣泛應(yīng)用，超高泵送混凝土技術(shù)已成為超高層建筑施工技術(shù)不可缺少的一個(gè)方面，其發(fā)展速度也越來(lái)越快。另一方面，由于泵送混凝土技術(shù)的發(fā)展，解決了現(xiàn)場(chǎng)鋼混組合結(jié)構(gòu)，尤其是鋼管混凝土結(jié)構(gòu)鋼管內(nèi)部澆筑混凝土的技術(shù)問(wèn)題，加上現(xiàn)代高強(qiáng)混凝土需要用鋼管約束來(lái)克服其脆性，因此，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在近年來(lái)的高層建筑和大跨度橋梁工程中得到了廣泛應(yīng)用。

在432m高的廣州國(guó)際金融中心工程中，使用常規(guī)的混凝土優(yōu)質(zhì)材料和生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)C100超高性能混凝土，實(shí)現(xiàn)超高泵送創(chuàng)411m高的世界新紀(jì)錄。

工程概況

廣州國(guó)際金融中心高432m，地下4層，地上103層，直升飛機(jī)平臺(tái)高度437.35m，位于廣州新中軸線上，是世界十大超高層建筑與廣州標(biāo)志性建筑之一，為國(guó)內(nèi)在建的第二高樓，建筑面積45萬(wàn)m2。70層以下為智能甲級(jí)寫(xiě)字樓，70層以上為白金五星級(jí)酒店。
主塔樓為鋼筋混凝土核心筒和鋼結(jié)構(gòu)外框組成的筒中筒結(jié)構(gòu)，混凝土核心筒結(jié)構(gòu)變化比較復(fù)雜。
從主塔樓現(xiàn)澆異型柱到直形墻等設(shè)計(jì)，采用C70~C90高性能混凝土，需約4.5萬(wàn)m3，C60以上高性能混凝土共7萬(wàn)m3。總混凝土量17萬(wàn)m3，鋼結(jié)構(gòu)4萬(wàn)多噸，108個(gè)結(jié)構(gòu)樓層，總工期1007天。

工程主要難點(diǎn)與前期施工情況

工程主要難點(diǎn)

超高強(qiáng)高性能混凝土超高泵送是本工程的主要施工難點(diǎn)之一。

本工程超高強(qiáng)高性能混凝土主要使用在兩個(gè)部位：主塔樓核心筒墻體結(jié)構(gòu)，主要采用C50~C80高性能混凝土；二是主塔樓外框筒鋼管柱混凝土，主要采用C60~C90高性能混凝土。

主塔樓C60及以上的高強(qiáng)高性能混凝土約7萬(wàn)m3，其中C80混凝土最高需泵送至410m，C90混凝土最高需泵送至167m，高性能混凝土如此大批量的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，如此高的泵送高度，國(guó)內(nèi)尚無(wú)先例，在世界上均屬罕見(jiàn)。超高強(qiáng)度高性能混凝土配合比的研制及超高泵送是混凝土工程順利實(shí)施的最大難點(diǎn)。

前期施工情況

在實(shí)際施工過(guò)程中，C60~C90高性能混凝土，實(shí)際施工用料為：金羊P·Ⅱ52.5R、S95礦粉、挪威硅灰、“柯杰”KJ-JS高性能減水劑。用膠凝材料513～635kg/m3，KJ-JS摻1.9%～2.7%，水膠比為0.32～0.22，砂率為42%～44%，配制出滿足工程設(shè)計(jì)與施工要求的高性能混凝土。

在攪拌站的的抽樣中：廣州市粵秀混凝土有限公司C80高性能混凝土共抽樣25組，28d強(qiáng)度平均值94.4MPa(達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的118%)；C70高性能混凝土共抽樣20組，28d強(qiáng)度平均值84MPa(達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的120%)。

西塔主塔樓已經(jīng)于今年年初封頂。攻關(guān)小組已經(jīng)成功對(duì)C60~C90混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化，解決了超高性能混凝土低水灰比、高黏度與可泵性的矛盾，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況良好，強(qiáng)度等級(jí)均勻，坍落度及擴(kuò)展度泵送后損失很小，完全可以滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需要。

工程項(xiàng)目同時(shí)進(jìn)行C100超高性能混凝土超高泵送的攻關(guān)。

C100超高性能混凝土超高泵送的試制與應(yīng)用

隨著高層與超高層建筑的增多，泵送混凝土技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，高層與超高層建筑如雨后春筍般出現(xiàn)，其中已建或在建的C60以上超高泵送的超高層建筑工程有上海金茂大廈、北京國(guó)貿(mào)三期、香港國(guó)際金融中心等。

業(yè)內(nèi)著名專家馮乃謙教授帶領(lǐng)項(xiàng)目攻關(guān)小組及其相關(guān)單位人員進(jìn)行了C100超高性能混凝土超高泵送的大量研究試制與應(yīng)用。

C100超高性能混凝土超高泵送的技術(shù)關(guān)鍵是超高性能混凝土必須具有良好的可泵性和較高的流動(dòng)性。需解決黏度與和易性之間的矛盾、坍落度與擴(kuò)展度泵送損失的控制，這兩個(gè)問(wèn)題主要通過(guò)優(yōu)化原材料品種和混凝土配合比來(lái)解決；擴(kuò)展度和黏度經(jīng)時(shí)損失問(wèn)題需通過(guò)選擇、調(diào)整外加劑組分解決；高流動(dòng)性混凝土的強(qiáng)度保證問(wèn)題需通過(guò)提高配比的富余系數(shù)、規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)取樣和現(xiàn)場(chǎng)施工、養(yǎng)護(hù)等方法進(jìn)行控制。

主要原材料

水泥：越堡金羊牌P·Ⅱ52.5R硅酸鹽水泥。硅粉：?？袭a(chǎn)品。礦粉：新加坡在國(guó)內(nèi)的合資產(chǎn)品，比表面積800m2/kg。高性能減水劑：廣東柯杰與巴斯夫化學(xué)建材有限公司廣東分公司提供的聚羧酸高性能減水劑KJ-JS。砂：粵群攪拌站提供的河砂，Mx=2.7。碎石：花崗巖碎石粒徑10mm~20mm(實(shí)為10mm~30mm)。碎石：花崗巖豆石粒徑5mm~10mm。