C60高强混凝土施工方案.docx
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C60高强混凝土施工方案
第十五章C60高强混凝土实施方案
15.1C60高强混凝土简介
15.1.1本工程C60高强混凝土应用情况
本工程中的C60高强混凝土主要用于B地块B2主楼墙柱、H地块T3、T4核心筒塔楼柱等。
其中T3塔楼范围内C60混凝土最大泵送高度239.75m，T4塔楼范围内C60混凝土最大泵送高度149.9m.B2主楼范围类的C60混凝土最大泵送高度32.95m。
构件详见表15.1.1-1。
表15.1.1-1C60高强混凝土应用情况
地块
部位
代号
截面尺寸
H地块
墙
W1
700mm
W2
500mm
W3
950mm
W4
950mm
W5
500mm
W6
700mm
W7
450mm
Q1
900mm
Q2
800mm
Q3
700mm
Q4
450mm
Q5
400mm
柱
T3-KZ1
1600×1600、1500×1500、1400×1400
T3-KZ2
1800×1600、1500×1700、1400×1600
T3-KZ3
1600×1800、1700×1500、1600×1400
T4-KZ4
1300×1300、1200×1200、1000×1000
Z1
500×1200
Z2
450×1200
Z3
1200×700
梁
LL1~LL3
450×750、500×750、600×750、650×750、700×750
LL4~LL5
700×750、400×750、450×750
LL6~LL10
950×750、700×750、800×750、900×750、750×750
LL11~LL13
500×750、450×750、500×750
LL14~LL16
500×750、400×750
LL15~LL17
700×750、600×750
B地块
墙
B2-W1
650、450
B2-W2
300、250
B2-W3
650、450
B2-W4
300、300
柱
B1Z1
1100×1100、1000×1000
15.1.2C60高强混凝土施工时间安排
根据总体部署及施工进度计划，B地块范围内C60高强混凝土的施工安排在2017年10月至2018年3月，H地块范围内C60高强混凝土的施工安排在2018年4月至2018年10月，共历时13个月。
15.1.3本工程C60高强混凝土特点及控制要点
本工程C60混凝土具有强度高、泵送高度高、时间跨度大和体量较大等特点，为满足混凝土设计和施工要求，需重点控制以下环节：
（1）确定混凝土的相关性能参数；
（2）选择满足要求的混凝土原材料；
（3）优化混凝土配合比；
（4）配置满足质量要求和泵送要求的混凝土；
（5）做好混凝土生产质量控制。
15.2C60高强混凝土基本要求
（1）混凝土质量要求
1）配合比设计满足C60高强混凝土的强度等级；
2）具有高弹性模量、低收缩、低徐变和低温度应变，硬化过程中体积稳定的特性，细观结构致密，不易产生宏观及微观裂缝。
3）混凝土内部最高温度不宜超过75℃，而在混凝土内部任何两点间的温度差不能超过25℃。
任何情况下混凝土内部温度不可高于85℃。
（2）工作性能要求
根据类似工程的成功经验，C60高强混凝土工作性能要求见表15.2.1-1。
表15.2.1-1C60高强混凝土工作性能要求
浇筑部位
-0.100m以下
-0.100m～110.450m
110.450m～195.450m
入泵坍落度（mm）
160～180
180～200
200～220
入泵扩展度（mm）
480～520
520～600
600～650
倒置坍落度筒排空时间（s）
≯9
≯9
≯9
坍落度经时损失（mm/h）
≯10
≯10
≯10
初凝时间（h）
7～9
终凝时间（h）
10～12
15.3商品混凝土搅拌站的选择
选择的商品混凝土搅拌站需要具有技术力量雄厚、生产能力较强、质量控制水平高等特点，还需要距离工程地点近。
综合考虑上述因素，最终选定在上海市地区和我公司长期合作的乐浦混凝土有限公司、捷东混凝土有限公司、建工长桥混凝土有限公司作为C60高强混凝土供应单位，便于统一进行混凝土配合比及原材料的管理。
这些合作公司产品质量、设备设施、生产技术、管理能力均属国内一流水平，上海商品混凝土市场占有率超过30%，各项经济技术指标在同行业中名列前茅。
拟选用的商品混凝土搅拌站基本情况及详细地理位置详见表15.3.1-1及图15.3.1-1。
表15.3.1-1拟选用的商品搅拌站基本情况
序号
商品混凝土搅拌站
日产
能力
混凝土
罐车数量
到现场车程
到现场时间
备注
1
乐浦混凝土搅拌站
9000m3
70辆
14Km
22分钟
主供
2
捷东混凝土搅拌站
6000m3
40辆
9.6Km
29分钟
主供
3
建工长桥潘混凝土搅拌站
6000m3
40辆
12.1Km
33分钟
备用
交通行驶路线：
（1）主供站
1）乐浦搅拌站
行驶路线：
出站→三浦路→成山路→杨高南路→龙阳路→内环高架→中山南路→项目
备用路线：
出站→三浦路→成山路→东明路→高科西路→西藏南路→中山南路→项目
2）捷东搅拌站
行驶路线：
出站→华夏西路→济阳路→南北高架路→内环高架→中山南路→项目
备用路线：
出站→华夏西路→耀龙路→耀华路→浦东南路→西藏南路隧道→西藏南路→项目
（2）备用站
建工长桥搅拌站：
行驶路线：
出站→华泾路→龙吴路立交→外环高速→济阳路→南北高架→内环路→中山南路→本项目
备用路线：
出站→华泾路→龙吴路→龙华西路→中山南二路→内环路→中山南路→本项目
各个站点位置及行驶路线示意图详见图15.3.1-1。
图15.3.1-1搅拌站地理位置及行驶路线示意图
红色色路线为主行驶路线，绿色路线为备用行驶路线。
15.4C60高强混凝土配合比设计与确定
高强高性能混凝土应用于超高层建筑中，应具有“四性能、一控制”，四性能即：
砼的耐久性、工作性能、力学性能、体积稳定性，一控制即控制混凝土无有害裂缝和外观质量达到清水砼的要求。
要做到以上要求，需采取有效的手续，而对高强高性能砼的材料选择尤为重要。
高强高性能混凝土的参考技术指标见表15.4-1。
表15.4-1高强高性能混凝土的参考技术指标
混凝土拌合物
硬化混凝土
水胶比
胶凝物质总量（kg/m3）
坍落度（mm）
强度等级
抗渗氯离子渗透性（C）
≤0.35
≥400
≥120
≥C60
≤1000
15.4.1原材料的选择
混凝土中集料体积大约占混凝土体积的3/4，由于所占的体积相当大，所以集料的质量对混凝土的技术性能和生产成本均产生一定的影响，在配制高强度等级混凝土时，对集料的强度、级配、表面特征、颗粒形状、杂质的含量、吸水率等，必须认真检验，严格选材。
这样才能配制出满足技术性能要求的高强度等级混凝土，同时又能降低混凝土的生产成本。
（1）水泥
根据《高强混凝土应用技术规程》JGJ/T281-2012要求，配制高强混凝土宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
本工程C60高强混凝土用水泥选用上海海螺水泥有限责任公司生产的“海螺牌”P.O52.5水泥、P.O42.5水泥，该水泥为干法旋窑生产的普通硅酸盐水泥，生产的水泥质量稳定。
水泥中C3A含量不大于8%，碱含量小于0.8%，氯离子含量小于0.03%。
（2）细骨料
采用级配良好的洁净河砂，细度模数控制在2.6～3.0之间，云母含量≯1.0%，含泥量≯2.0%，泥块含量≯0.5%。
（3）粗骨料
选择母材抗压强度不低于80MPa的石灰石碎石，作为配制C60混凝土的粗骨料。
碎石均经过水洗，使石子中的含泥量≤0.5%，泥块含量≤0.2%，石子的吸水率在0.5～0.8%之间，针片状颗粒含量≤5%。
石子粒径按不同强度等级、不同泵送高度确定，详见表15.4.1-1。
15.4.1-1C60高强混凝土石子最大粒径
泵送高度
≤100m
≤200m
石子最大粒径
5～25mm
5～20mm
石子来源以浙江地区为主，确保骨料无碱活性。
石子加工过程中采用造型技术，使石子的形状近似球形，便于全面提高混凝土的抗压强度。
（4）矿物掺合料
采用Ⅰ级F类粉煤灰，需水量比＜90%，粉煤灰用量不可大于混凝土中胶凝材料总重量的30%。
采用S95级矿粉。
矿渣微粉及粉煤灰的用总量不可大于混凝土中总胶凝材料总重量的40%。
矿物掺合料的放射性应符合《建筑材料放射性核素限量》的规定。
（5）外加剂
采用聚羧酸类高性能减水剂（拟采用巴斯夫中国有限公司生产的高效减水剂），其减水率在29%以上，PH值为7.2，氯离子含量＜0.03%，与水泥和矿物掺合料的相容性良好。
（6）水
采用饮用水即上海市自来水，严禁掺入回收水拌合。
15.4.2胶凝材料掺量与需水量快速确定
配合比的确定根据我单位发明专利《胶凝材料需水量快速试验方法》（授权专利：
201210356104.7）和《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011进行确定。
专利的具体方法如下:
称取等量的水泥、粉煤灰、矿渣粉各1kg，放入不吸水的瓷质或不锈钢浅盘中，分别加入0.40水灰比的用水量即400ml，利用小刮刀或小拌铲人工翻拌均匀后，停留10s，观察净浆的沉浮情况及稀稠度。
首先判断、比较各种粉体材料的需水量，其次判断其拌合阻力与浆体粘稠度。
这种方法可以直观比较二种或三种材料同时使用时，掺合材料的适宜掺量。
如果掺合材料的粘滞阻力小于水泥，则在配制混凝土配合比时，可以考虑增加掺合材料用量；否则，宜减少掺量或另行制定技术路线。
若掺合材料的保水性能等同于水泥，则取代量不影响混凝土的泵送性能，否则应关注掺合材料掺入后对混凝土泌水性能的影响。
15.4.3C60高强混凝土配合比设计要求
（1）高强混凝土配制强度应按下式确定：
即：
C60混凝土的配制强度应不小于69MPa；
（2）C60高强混凝土的配合比应经试验确定，水胶比宜为0.28~0.34，胶凝材料用量宜为480~560kg/m3，砂率宜控制在35%~42%，最大含碱量不应大于3.0kg/m3；
（3）外加剂和矿物掺合料的品种、掺量，应通过试配确定；矿物掺合料掺量宜为25%~40%，硅灰掺量不宜大于10%；
（4）水泥用量不宜大于500kg/m3。
（5）在试配过程中，应采用三个不同的配合比进行混凝土强度试验，其中一个为经计算所得的试拌配合比，另外两个配合比的水胶比，宜较试拌配合比分别增加和减少0.02。
（6）设计配合比确定后，尚应采用该配合比进行不少于三盘混凝土的重复试验，每盘混凝土应至少成型一组试件，每组混凝土的抗压强度不应低于配制强度。
（7）本工程C60高强高性能混凝土配合比设计尚应尽量满足泵送混凝土及大体积混凝土的要求，混凝土入模温度不应大于35℃。
15.4.4拟定的C60高强混凝土配合比
本配合比为我单位技术中心——中建王铁梦混凝土研究室和乐浦混凝土有限公司试验室共同试配确定，配置强度为70MPa。
具体详见表15.4.4-1。
表15.4.4-1C60高强混凝土详细配合比
序号
泵送
高度
水泥
P.O42.5
河砂
中砂
碎石
水
聚羧酸类减水剂
粉煤灰
Ⅰ级F类
矿粉S95
1
-0.100m以下
389
698
1004
160
6.8
64
80
2
-0.100m～100m
401
689
991
165
6.88
66
83
3
100m～240m
414
680
978
170
7.09
68
85
15.4.5混凝土配合比强度稳定性验证措施
在室内试验配合比成熟的基础上，采用生产用混凝土搅拌机搅拌混凝土，取样验证拌合物性能及力学性能的稳定性，计划验证10次，每次留取3～5组试块，共留置试块30组以上，来验证混凝土生产时的波动与稳定性。
为进一步优化混凝土配合比，快速判定混凝土配合比的适宜性及预知混凝土强度的发展规律，采用我局独有的知识产权《混凝土实体强度快速推定法》（授权专利号：
ZL201010578983.9）来判断，具体方法是：
（1）按用于工程实体的混凝土配合比成型试块。
（2）将试块放入养护箱中养护，所述养护箱的养护温度按照测温仪的实测值进行调整。
（3）根据试块抗压强度的测量值，推定工程实体的抗压强度。
15.6C60高强混凝土生产质量控制
15.6.1原材料计量精度与拌合物温度控制
（1）原材料计量精度控制
混凝土原材料严格按照施工生产配合比进行准确计量，为此，混凝土搅拌站按照规定定期对计量设备进行检验校准，并保证计量设备系统设置准确。
每6个月委托上海市计量测试技术研究院对站内配料秤进行检定，每月对配料秤进行自校并形成文档，确保原材料计量准确。
计量、操作、搅拌系统采用微机控制，计量允许偏差符合表15.6.1-1中规定。
表15.6.1-1混凝土原材料计量允许偏差（%）
原材料品种
水泥
细骨料
粗骨料
水
矿物掺合料
外加剂
每盘计量允许偏差
±2
±3
±3
±1
±2
±1
累计计量允许偏差
±1
±2
±2
±1
±1
±1
操作员在使用机器前要先预热，并进行零点校核。
每一工作班正式计量前应对计量设备进行零点校对。
在生产操作过程中，对计量材料超过允许值范围，及时采取手动干预控制，并做好补正记录。
（2）拌合物温度控制
1）夏季混凝土拌合物温度控制
2）控制水泥入罐温度在小于等于60℃以内。
3）砂石骨料进行覆盖，避免因阳光直射造成骨料温度升高。
（3）冬季混凝土拌合物温度控制
采取对砂石及水加热措施，使混凝土出机温度不低于10℃，但加热水的稳定不超过60℃，对运输车辆进行保温措施，保证混凝土入模温度不低于5℃。
15.6.2利用搅拌电流值控制混凝土出机坍落度
混凝土坍落度是评价混凝土拌合物和和易性主要指标，为确保混凝土拌合物性能的均匀、稳定，坍落度采用我单位企业级工法《混凝土出机坍落度控制工法》及专利技术“一种通过监测搅拌机电流强度控制混凝土出机坍落度的方法”（专利申请号：
201210596042.7）实施控制。
原理如下：
水泥混凝土的坍落度值与搅拌机搅拌混凝土时所消耗的功率存在关联性，对于某一配合比的混凝土，相同的投料量，混凝上的坍落度值越小，说明混凝土越干稠，搅拌机搅拌的阻力越大，相应搅拌机消耗的功率就越大；相反，混凝土的坍落度值越大，对搅拌机搅拌的阻力越小，搅拌机消耗的功率越小。
搅拌机所消耗的功率，一般是恒定的，当电压不变时，功率随电流的变化而变化，且与电流成正比。
但由于生产时输入电压因用电高峰或低谷会发生波动，从而导致电流发生波动。
因此，相同状态的混凝土拌合物，搅拌时因线路电压波动，导致显示的电流值会不同，单纯采用搅拌均匀后显示的电流值来反映混凝土坍落度会产生偏差，而搅拌均匀后的电流值与搅拌机空载时的电流值之差将保持恒定。
因此，可采用该办法来即时判断混凝土拌合物的坍落度并保持相对稳定。
本方法可使混凝土质量控制实时化、准确化、快速化，可在混凝土搅拌过程中对混凝土状态进行有效调整，使生产的每盘混凝土质量达到可控的要求范围内。
降低人员劳动强度、提高混凝土质量控制水平、加大安全性施工、提高工作效率。
15.6.3装料与运输中质量控制要点
（1）混凝土罐车进装料前，先将罐内积水排净。
（2）运输途中，严禁加水及其他材料。
（3）运输途中及等候卸料期间，搅拌罐以4～6转/min的速度均匀旋转。
（4）遇到雨雪天气，做好防护，防止雨雪流入罐内；高温天气，采用保温措施防止拌合物温度升高。
（5）混凝土卸料时，先快速搅拌30s，以保证混凝土的均匀性。
（6）控制混凝土从搅拌机中卸出到卸料完毕的时间不超过2.5h。
15.6.4高强混凝土生产与施工过程控制
（1）生产过程控制
1）搅拌站对其生产的高强混凝土的工作性，在出厂前进行每车检测，并做好详细记录，经检验合格后方可出厂。
2）逐车检测的指标有：
坍落度、扩展度、倒筒时间、拌合物温度及分层、离析情况。
3）每日三次检测：
压力泌水率、凝结时间、测定坍落度经时损失（2小时坍落度损失不超过10mm）及耐久性指标。
4）按确定的电流差值控制混凝土坍落度。
（2）施工过程控制
1）浇筑
混凝土入模前，采用专用设备测定混凝土的温度、坍落度、含气量、水胶比及泌水率等工作性能；只有拌合物性能符合设计或配合比要求的混凝土方可入模浇筑。
混凝土的入模温度控制在5～30℃。
混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于2m，当大于2m时，采用滑槽、串筒、漏斗等器具辅助输送混凝土，保证混凝土不出现分层离析现象。
混凝土的浇筑采用分层连续推动的方式进行，层与层间隔时间不超过30min。
混凝土的输送、浇灌和振捣，应在混凝土到达现场后45分钟内完成。
2）振捣
高强混凝土因浆量较大，黏性相对较高，采用高频振动棒振捣，内置振捣器频率不低于10000次/分，人员定点定位振捣。
对自密实混凝土，通过红外热像法观察不密实位置，用插入法定点补振。
混凝土在捣固完成后30分钟内，外露的混凝土表面必须避免受阳光直射。
3）拆模和养护
模板的拆除时间不仅需满足一般的强度要求，还需要满足保证混凝土内部温度和空气强度小于25℃的要求，C60高强高性能混凝土由于胶凝材料用量大，水胶比小，易导致干燥收缩。
保温及保持水分不散失是养护中的关键。
劲性混凝土柱：
施工过程中模板外侧设置防火保温棉保温，待模板拆除后，先缠绕一层塑料薄膜，再用防火保温被缠绕。
剪力墙：
墙体模板外侧采用保温棉保温，外侧铺钉镀锌铁皮保护，模板拆除后在顶部采用洒水养护，待平台顶升后采用涂刷养护液进行养护。
冬季施工期间，拆模后迅速涂刷混凝土养护剂，在外表面挂设两层防火岩棉进行保温养护。
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