山西省保险公司综合办公楼总建筑面积3•968万m2,总高度121•5m。主楼地上34层,地下2层;主楼为“内筒外框结构”,内筒采用“滑一浇一”的滑模工艺施工。混凝土强度等级分别为:地下2~地上7层c60、地上8~22层c50、22层以上c40。地下部分设计抗渗等级s12。该工程最大泵送高度135m,水平距离35m。我们在满足高强度、工作性、耐久性、经济性的前提下,对高性能混凝土进行了系列的试验研究。本文只对c60混凝土配合比的设计和试验及应用加以叙述。
1 配合比设计
1•1 重要参数
①c60混凝土配制强度fcu.0=65•0~70•0mpa;②水灰比w/c=0•30~0•33;③用水量165~175kg/m3;④水泥用量400~500kg/m3;⑤砂率32%~36%。
1•2 初步实验
(1)水泥用量与混凝土强度 试验表明,用525号普通硅酸盐水泥配制的较高强度混凝土,混凝土强度随水泥用量增加呈弧线变化,因此在高性能混凝土中存在水泥最佳掺量,通过系列试验我们选定水泥最佳用量为468~516kg/m3。
(2)掺合料 我们预选的掺合料为硅灰、粉煤灰和hsc混凝土增强剂。试验表明,掺用粉煤灰混凝土的早期强度不能满足要求,而硅灰与hsc作为掺合料在水化反应中具有相近的功效且强度较为理想,但由于硅灰价格昂贵(2000~3000元/t),而hsc的价格仅为480元/t,又是本地产品,属工业废料再利用,为此在确保强度的同时选用较经济的hsc做掺合料。对地下部分为了确保混凝土的早期强度(粉煤灰早期强度偏低)和工程对混凝土抗渗以及减少混凝土裂缝,补偿收缩的要求,掺入uea膨胀剂。
(3)砂率与强度 试验表明,砂率在一定范围内对混凝土强度影响并不大,所以在该组试验中砂率的取值是30%~36%,结果是砂率大的强度略高。为此我们取参数的上限值36%。
(4)掺合料掺量与强度关系 我们对hsc快硬增强剂进行了强度对比试验,结果表明,当掺量为10%~20%时,各龄期强度接近,掺量为25%时,强度反而下降。掺量为10%时最高,为此,确定为10%。通过以上试验,基本确定了水泥用量、砂率、hsc掺量的最佳范围,为了进一步优选配比,我们用正交试验方法,试验结果表明,影响混凝土强度的主要因素是水泥用量,影响混凝土坍落度的主要因素是外加剂掺量,砂率对混凝土早期强度有一定影响,根据综合分析,选出最优配比,如表1所示。
2 掺hsc高性能混凝土的其它物理性能
2•1 抗冻性能
经过50次冻融循环后,试件表面无破损、裂缝及掉角现象,且重量损失率、强度损失率均符合国家标准中规定的≤5%、≤25%的要求。
2•2 混凝土收缩变形
掺hsc高性能混凝土与基准混凝土平均收缩值相近,表明高性能混凝土中hsc的掺入对混凝土的收缩没有大影响。
2•3 抗碳化性能及钢筋锈蚀
掺hsc混凝土28d碳化深度为15mm,基准混凝土抗碳化深度为16mm。根据jc475-92《混凝土防冻剂》标准钢筋锈蚀试验方法检验,对钢筋无锈蚀。
2•4 渗透试验
抗渗试件标养28d后,进行渗透试验,测定结果表明,抗渗等级在s14以上,抗渗性能优于基准混凝土。
3 泵送混凝土的滑模施工
在施工前期,nsf-2高效减水剂与增强剂的同掺效应使混凝土拌合物的初凝时间和终凝时间延长,完全能够满足泵送混凝土的滑模施工。即由混凝土开始浇注到混凝土浇注完1圈的时间为6~8h,此时正是混凝土初凝开始时间,其贯入强度为1•0~1•15mpa,正是滑模提升的最佳时机。随着夏季施工的开始气温逐渐升高,混凝土的初凝时间明显缩短,以致滑模施工出现困难,有粘模拉裂现象产生。为此我们改用初凝时间较长的山西水泥厂水泥,然后采用掺缓凝剂技术,对木钙、蔗糖、糖钙3种缓凝剂分别以不同掺量掺入混凝土拌合物中,模拟现场测定混凝土拌合物在室外(当时室外日照最高温度为52℃)时的贯入强度,通过反复试验,选定了用木钙作为缓凝剂以水泥用量的0•1%的比例掺入,对混凝土拌合物的和易性、粘聚性、压力泌水率、含气量、各龄期强度无明显影响。据此,我们在混凝土施工中掺用木钙缓凝剂,延长了混凝土拌合物的凝结时间,减少坍落度损失,为混凝土的泵送滑模施工提供了有效的时间保证。基本上避免了混凝土泵送中堵管和滑模施工中出现的粘模、拉裂现象。
4 混凝土抗压强度评定
泵送滑模施工于1998年5月30日结束,共浇筑高性能混凝土2万余m3,依据gb50204-92《混凝土结构工程施工及验收规范》对地下2~地上7层的c60混凝土进行了强度评定,该批混凝土强度判定合格。其它强度等级的混凝土按验收规范评定均为合格。
5 结束语
山西省保险公司综合楼高性能混凝土,仅利用hsc快硬增强剂代替硅灰1项节约资金27万元,提前工期4个月,节约混凝土用量1/6,降低成本约100万元,增加有效空间3%。
|
