柯科杰1,李伟中2,陶思佺3,李桂青1 ,黄仕阶1,庄建坤1 ,邬超友2 ,李天浪3

1广东柯杰外加剂科技有限公司，广东   佛山    5282412广州市粤秀混凝土有限公司，广东，广州   5100003广东粤群混凝土有限公司，广东，广州   510000

摘要

　　本文主要介绍聚羧酸高性能减水剂配制C50-C100高性能混凝土（HPC）的应用试验，在432m高的广州西塔与610m的广州新电视塔、高速铁路武广客运专线、新广州火车站等国家重点工程的工程应用。

1、前言

　　◆ “高性能混凝土”（HPC）是国外20世纪80年代末90年代初基于混凝土结构耐久性设计提出的新概念的混凝土 　　◆ 其最大特点是：　　● 高耐久性(使用寿命达100年)　　● 高体积稳定性　　● 足够的力学性能　　● 良好工作性　　● 用HPC来替代传统的混凝土结构和建造

　　在严酷环境中的特殊结构 　　● 具有明显的经济效益和社会效益 　　● 今后混凝土技术发展方向

　　◆ 中国工程院院士吴中伟教授认为：高性能混凝土是一种新型高技术混凝土

　　● 它以耐久性作为设计的主要指标

　　● 针对不同用途要求，有重点地保证：

　　▲   耐久性　　▲  工作性　　▲  体积稳定性 　　▲   强度 　　▲  适用性 　　▲   经济性

　　● 配制上的特点：▲ 低水胶比　　▲ 选用优质原材料　　▲ 掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂

　　● 他还建议：HPC的强度下限从C50~C60降低到C30左右，以不损及混凝土内部结构为度，以保证其耐久性 与体积稳定性

2、高性能混凝土的应用试验

　　★ 根据广州西塔与广州新电视塔以及《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》，结合工程需要，进行工程应用试验。

　　2.1 C50 HPC预制梁应用试验

表1  C50 HPC配合比设计材料表

[Page]

表2  C50 HPC主要性能指标

C50-2配合比满足设计与施工要求。

　　2.2 掺KJ-JS低水泥用量配制C80～C90HPC试验

表3

●  试验结果表明用300kg水泥与50%的掺合料仍可配制C80～C90HPC ，28d达108~110MPa

　　2.3 掺KJ-JS新拌HPC工作性的应用试验

表4 不同工程设计与施工要求HPC工作性试验

● 坍落度与扩展度可保持60~230分钟几乎不损失，表明可满足工程要求。

[Page]

　　2.4 KJ-JS配制C50～C100HPC试验

　　● 为用KJ-JS与常规材料配制高强与超高强高性能混凝土的情况进行应用试验。

　　● 粤秀P·II 42.5R水泥；II级粉煤灰；S95矿渣粉；挪威硅灰；II区的中砂；5～25mm的碎石，其中的C100采用5～20mm的碎石，较圆滑。

表5  KJ-JS配制C50～C100HPC的试验

● 掺20~35%掺合料与KJ-JS可配制出合格的C50~C100HPC，28d达65MPa~118MPa

3、主要工程应用实例

　　★ 聚羧酸高性能减水剂广泛应用于：

　　● 432m高的广州西塔与610m高的广州新电视塔　　● 武广客运专线Ⅰ标、Ⅴ标　　● 新广州站及相关工程区间站前工程ZQ-Ⅱ标段　　● 温福铁路白马河特大桥　　● 广深港客运专线　　● 广珠轻轨　　● 预拌HPC等

　　150多万m3C25~C100的高性能混凝土中的应用，部分替代国际产品取得了显著技术效果、经济与社会效益。特别是:

　　3.1 在432m的广州西塔C60~C100超高层泵送与超高性能混凝土的应用

　　★工程概况　　●广州珠江新城西塔，在广州新城市的中轴线上　　●广州标志性建筑，为国内在建第二高楼　　●将成为全球地标性建筑之一

[Page]

广州西塔（432 米）

  　　 ★建筑概况

　　●高432m，地下4层，地上103层　　●直升机坪高度437.35 m 　　●建筑面积45万m2  　　●从主塔楼现浇异型柱到直形墙等采用C70～C100HPC需约4.5万m3 ，C60以上共7万多m3。 ●由广州粤秀与广东粤群混凝土有限公司负责。

　　★主塔楼结构概况

　　●主塔楼为纲筋混凝土核心筒和纲管结构外框组成的筒中筒结构。　　●混凝土核心筒结构变化比较复杂。　　●由中建总公司——广州市建筑集团有限公司联合体广州珠江新城西塔工程总包项目部负责

　　工程总包项目叶浩文总经理介绍： 超高强高性能混凝土超高泵送是本工程的 主要难点之一。

　　●本工程超高强高性能混凝土主要使用在两个部位：主塔楼核心筒墙体结构，主要采用C80~C50高性能混凝土，应用情况如图右。　　●二是主塔楼外框筒钢柱混凝土，主要采用C90～C60 高性能混凝土，主要应用情况如图左。

[Page]

广州西塔（432 m）C60-C100HPC

　　●主塔楼C60及以上的高强高性能混凝土约7万m3 　　●其中C80混凝土最高需泵送至410m　　● C90最高需泵送至167m　　●高性能混凝土如此大批量的现场应用；如此高的泵送高度，国内尚无首例，在世界上均属罕见　　●超高强度高性混凝土配合比的研制及超高泵送是本工程混凝土工程顺利实施的最大难点

　　★超高性能混凝土超高泵送施工技术仍为世界性的施工难题

　　● 现全力进行C70~C100混凝土基准配合比试验与应用，在确   保强度的前提下对配合比优化，尽量满足可泵性要求。　　● 截止目前广州西塔C70~C90（C100）HPC已使用了约3万m3，西塔主塔楼已经达到300m 　　●攻关小组已经成功对C70~C90的混凝土配合比进行优化，解决了混凝土超高性能与可泵性的矛盾，现场应用情况良好，强度等级均匀，塌落度及扩展度泵送后损失很小，完全可以满足现场施工需要，“如此大批量超高性能混凝土的应用在国内尚属首次” 。

　　★工程所用的混凝土要求

　　●流动性好 　　●坍落度要求在240+20mm 　　●扩展度要求在600mm以上 　　●且坍落度损失小，泵送性好等要求

　　★在实际施工过程中

　　在实际施工过程中，C70～C100HPC，实际施工用料为：　　●金羊P.O42.5R　　● S95矿粉　　●挪威埃肯硅灰　　●用胶凝材料560(水泥410)～635(水泥430)kg/m3　　● KJ-JS1.9%～2.7%　　●水胶比为0.27～0.22　　●砂率为44%～42%

[Page]

　　◆在实际施工使用过程中

　　★粤秀搅拌站

　　●C80的共抽样25组，28天强度平均值达到了94.4MPa（达到了设计标号的118%）　　● C70共抽样20组 ，28天强度平均值达到了84MPa（达到了设计标号的120%）

C60-C100HPC/已应用超3万立方,高度近300米（66层）如此大批量的现场应用, 在国内尚属首次

　　3.2广州新电视塔

　　●总高610m ，天线156m。　　● C45~C80HPC部分高454m，由粤群混凝土公司供应。　　●自2007年底改用柯杰公司的KJ-JS聚羧酸系高性能减水剂至今  　　●在C70~C45HPC中使用，已完成垂直泵送至423m的高度 　　●由上海建工和广州市建筑集团施工

广州新电视塔(总高610米)  C45-C80HPC,高度454米

　　●在实际施工使用过程中，均能满足坍落度达到240+20mm，扩展度要求在600mm以上的施工要求

[Page]

广州新电视塔C45-C70HPC强度统计表

　　3.3 KJ-JS在武广客运专线新广州站C50高性能混凝土的应用

亚洲最大的火车站 －新广州火车站

[Page]

中国航空港

4、结束语

　　4.1 C50～C100 HPC工程应用试验结果表明：选用质量优良的常规材料，用300kg/m3水泥（粤秀P·II 42.5R，下同）与50%左右的掺合料可配制C80～C90 HPC，28d强度达102～110MPa；370kg/m3水泥与37%掺合料配制C90 HPC，坍落度与扩展度保持达4个小时，28d强度达104MPa；370～400kg/m3水泥与35～37%的掺合料配制C100 HPC，28d强度达115MPa以上。

　　4.2 在432m高的广州西塔取得了显著的技术效果、经济与社会效益，可大量推广使用。

　　 C70~C100HPC工程应用表明：用560（水泥410）~635（水泥430）kg/m3材料可配制出28d平均强度达84~112.7MPa能满足工程要求的高性能混凝土。用量已超过3万m3，主楼已达到300m以上，在国内省属首次。

　　4.3 HPC在客运专线大量应用，可大量掺用矿物掺合料，节省资源和能源。

* 本篇市场报告的下载链接将以短信形式发送至该手机号

编辑：

监督：0571-85871667

投稿：[email protected]