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北京世紀長秋科技有限公司
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前言我國泵送混凝土施工冀術始于1979年上海寶山鋼鐵廠工程,目前多用于沿海大城市及國家重點工程,還未在國內全面推廣
前言
我國泵送混凝土施工冀術始于1979年上海寶山鋼鐵廠工程,目前多用于沿海大城市及國家重點工程,還未在國內全面推廣。其主要原因一是泵送技術對混凝土的技術指標要求高于普通混凝土,二是為增加混凝土的高流動性必須使用外加劑和摻和料,三是一次性設備投入大,并需較高素質的施工組織和操作人員。
泵送技術具有良好的社會經濟效益,應組織大力推廣。本文以洛陽中亞大飯店施工為例分析了該技術在洛陽市的應用現狀,并探討了今后應著重解決的問題。
1 工程實例
九十年代建設的五星級洛陽中亞大飯店,主體結構工程高度89.15m ,混凝土總量為5500m3,混凝土設計強度等級為C50、C40 和C30。由于建筑物主體較高,混凝土用量大(日澆注量300m3) ,常規的塔吊吊運無法滿足工程進度、混凝土澆注質量及澆注強度的要求,故在現場設立自動混凝土攪拌站并采用泵送混凝土施工工藝。
1.1 原材料的選擇及混凝土配合比
水泥選用洛陽水泥廠黃河牌52.5R、42.5R 普通硅酸鹽水泥;粗細骨料選用洛陽本地產質量較好的砂石;外加劑選用FDN22000、FDN25C 和FN22 ,可以適應不同季節的施工。
為了改善混凝土的和易性、降低水化熱、減少和防止產生干縮性裂縫及溫度裂縫,減少水泥用量,保證施工良好的可泵性和不出現離析現象,充分利用粉煤灰的效應,在混凝土中摻加水泥用量5%～10%的姚孟電廠干排法生產的Ⅰ、Ⅱ級粉煤灰,其質量經檢測均達到或超過GBJ146 -90標準。
按《普通混凝土配合比設計技術規程》(JGJPT55296) ,試配強度fcu = fcuk + 1.645σ(σ取值5. 5MPa) ,坍落度控制在(180±20)mm。經對不同泵送高度和強度的混凝土配合比進行試驗后,確定配合比如表1所示。
1.2 泵送設備的配置及施工組織
選用湖北產HBT60 拖式輸送泵。在泵管布置中,盡量減少彎管和軟管,彎管盡量采用大彎管,限度的降低泵送管道阻力。嚴格遵守操作規程,防止混凝土拌合物離析和堵塞。另外,施工現場設置HZS50 型自動混凝土攪拌站一個,保證混凝土的攪拌質量和供應。
高層泵送混凝土是一項系統工程,需要有嚴密的施工組織,否則會造成窩工和質量事故。中亞大飯店施工中,從混凝土攪拌站到施工現場都進行了嚴格管理。
混凝土配合比
1. 3 施工質量及經濟技術效益
按照國標《混凝土強度檢驗標準》(GBJ107-87) 對泵送混凝土取樣后全部的28d強度進行了分級評定,結果如表2所示
泵送混凝土強度評定
在本項目施工中,采用高效減水劑91t ,減水率達12 %～15 % ,節約水泥180t ;加入Ⅰ、Ⅱ粉煤灰作為摻合料,節約水泥350t ;節約人工費50 多萬元;實際工期550d ,比合同工期提前30d ,比國家額定工期提前50%。經濟技術效益十分顯著,表明了泵送混凝土施工技術良好的發展前景。
2 應用泵送混凝土施工技術的一些問題
近幾年洛陽市混凝土泵送施工技術得到了較快的發展,1998年竣工的洛陽市農行綜合辦公樓在采用混凝土泵送技術中泵送高度突破了百米(113.8m) ,泵送混凝土總量達2×104m3 ,強度等級高達C55和C60 , (C60高強泵送混凝土的研制還河南省的空白) ,外加劑(如高效泵送劑SF、泵送劑AN10-Ⅱ和高強減水劑SM 等)大量使用,其中SM 型減水劑用量達204t 。該工程節約混凝土600m3,價值15萬元,節約散裝水泥9kt ,價值16.2萬元,取得了明顯經濟效益,反映出洛陽市泵送混凝土施工技術已逐步走向成熟。但筆者根據施工實踐以及對洛陽市采用該技術的調研,發現還存在下列的問題。
(1) 泵送設備相對落后。目前洛陽市使用的設備輸送能力不超過60m3/Ph ,垂直輸送高度僅100m左右。而目前國內建筑上海金茂大廈使用德國設備一次完成泵送高度達382.5m,創世界,青島百盛商業大廈使用國產設備一次泵送高度219m。
(2) 外加劑使用單一。目前洛陽市在泵送混凝土中摻入的外加劑,多為單劑型,且摻入率較低。而發達國家外加劑的使用率占混凝土總量的70%-80% ,且大多為復合型。
(3) 摻和料應用水平不高。發達國家摻和料的使用率占混凝土總量90%以上,并逐步向高性能復合型超細方向發展,國內在這方面的研究也達到了相當高的水平。而洛陽市只在大體積混凝土、泵送混凝土中少量使用Ⅰ、Ⅱ級原狀粉煤灰,原狀粉煤灰價格低廉,但活性低,對混凝土后期強度及施工性能都有一定的不利影響。
(4) 商品混凝土基地有待發展。目前洛陽市只有為數不多的混凝土攪拌站,生產規模也不大。從國內外的發展看,許多技術只有在商品混凝土集中生產中才能充分發揮,如應用外加劑、摻和混合材料等,在施工現場和小型攪拌站中推廣這些技術則比較困難,質量也較難控制。
3 發展方向與建議
(1) 加大設備更新和技術投入
大型建筑企業要想生存和發展必須以的技術及施工設備為基礎。在企業一時拿不出更多資金購置新設備的情況下,建議在政府相關部門的支持下,通過股份制等多種形式的聯合,成立混凝土租賃公司,購置的設備并使設備資源和人員共享,發揮集團效應。此外,商品混凝土應用技術已經被列為我國建設行業重點推廣應用的新技術之一,所以,加大混凝土機械設備的更新和投入是洛陽市逐步實現混凝土施工現代化的環節。
(2) 泵送混凝土的研制開發有待加強
美國目前已經開發出C100的泵送混凝土,國內C60 甚至C80 也不罕見,而洛陽市泵送混凝土強度等級一般為C15～C50 ,C60 以上等級的幾乎很少。因此,研制和開發高強泵送混凝土勢在必行。但這種研究不能僅以某項工程的具體要求為研制目的,而應形成較為普遍的、系統的適合本地實際的施工規定。所以,洛陽市應加強“產、學、研"結合,以施工需要為基礎,研究和開發出適合本地區的系列強度等級的泵送混凝土。另外,自國外工程界提出了高性能混凝土(HPC) 的概念后,各國除重視混凝土強度外對混凝土適用性、安全性尤其是耐久性的研究也更加注重了。HPC 優異的耐久性能使得混凝土建筑物使用壽命延長,意味著水泥總需求量的降低。因而,洛陽市在今后加強對HPC 的研制、開發和利用是非常必要的。
(3) 加強外加劑及摻和料的研究和應用
前面已經說明,目前發達國家外加劑和摻合料的使用量大、品種多,研究和應用集減水、緩凝、引氣、防凍、可塑化等為一體的復合型高效外加劑和高性能復合超細摻合料是未來混凝土發展的方向。近年來我國在混凝土摻加粉煤灰技術的開發上卓有成效,單方混凝土能節約水泥15 %左右。粉煤灰的利用過去多以利用Ⅱ級粉煤灰為主,現在Ⅰ級粉煤灰、超細粉煤灰、高鈣粉煤灰的開發獲得進展。正在建設的長江三峽工程已基本上全部利用Ⅰ級粉煤灰。洛陽市周邊的大中型燃煤熱電廠達7個之多,僅首陽山熱電廠年排灰量就達80萬t ,粉煤灰不僅占用大量耕地,對環境也造成了污染。洛陽應加強對粉煤灰的研究和利用,建立商品高級粉煤灰工業,發展綠色混凝土技術。
(4) 建立完善的商品混凝土基地
商品混凝土應用量的大小,標志著混凝土生產工業化程度和施工現代化程度的高低。目前洛陽市商品混凝土攪拌站基本上都集中在幾個大型建筑企業,經濟技術效益尚可。但以施工現場為基地,采用集中混凝土攪拌的方式仍占多數。雖然這種模式有靈活主動、減少運距、降低成本等好的一面,但對整個混凝土生產技術創新水平的提高是十分不利的。尤其是在城市改造和小城鎮建設中,在狹小區域建造高層建筑或拆除改造,現場根本無法安排攪拌站,城市的環境保護又不允許現場攪拌,此時更顯現出商品混凝土的優勢。目前盡管商品混凝土的價格還較高但是隨著我國水泥工業生產技術水平的不斷提高,國家對規模效益的日趨重視,能夠使價格高的問題得以解決。因此,建立一定數量和規模的商品混凝土生產基地不但符合國家建設部的相關政策而且更有利于洛陽城市建設和發展。
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