超高泵送LC40轻集料混凝土的制备技术及性能评价

文章编号:1007-7596(2001)01-0071-03科技推广与参考高强轻集料混凝土的力学特性及其对集料的要求郭佳宁(黑龙江省教育建筑设计院,黑龙江哈尔滨150080)摘　要:在分析试验数据和设计施工经验的基础上,通过对比的手法,把高强轻集料混凝土的主要力学性能进行了整理,并提出高强轻集料混凝土对集料的要求,其目的是促进高强轻集料混凝土的高层、大跨结构上的推广应用。

关键词:轻集料;轻集料混凝土;高强轻集料混凝土中图分类号:TV431 文献标识码:A收稿日期:2000-12-26作者简介:郭佳宁,男,高级工程师。

1　轻集料混凝土与普通混凝土力学性能的主要区别1.1　轻集料混凝土按强度和容重分类。

与普通混凝土一样根据立方体试验28天的抗压强度轻集料混凝土分为若干强度等级作为力学计算的依据。

除此之外轻集料混凝土还根据干容量的不同划分为若干容重等级作为选择设计重量,导热系数和弹性模量的依据。

一般来说,强度越高的轻集料混凝土容重越大,但同一容量的轻集料混凝土根据集料种类,级配和水泥强度和用量的不同有几种强度等级,同一强度等级的轻集料混凝土也有几种容重等级。

容重轻强度高的轻集料混凝土为最佳。

1.2　内力流差异。

轻集料混凝土中的力流与普通混凝土中的力流是不同的。

在轻集料混凝土中砂浆比粗轻集料硬,而在普通混凝土中粗集料(天然碎石卵石)比砂浆硬。

所以在普通混凝土中压力主要是从粗集料流到粗集料,而在轻集料混凝土中压力则主要从粗集料周围的砂浆中流过。

在普通混凝土中,由于压力线的弯曲在粗集料侧面及其间的砂浆中引起横向拉力;而在轻集料混凝土中,则在粗轻集料中及其上下的砂浆中引起横向拉力。

可见轻集料混凝土的强度主要取决于砂浆强度及介于粗集料间砂浆骨架的结构。

尤其是取决于影响砂浆骨架承载能力的颗粒形状、颗粒间距和分布。

砂浆强度要比轻集料混凝土的抗压强度高45%～50%。

当然粗轻集料的颗粒强度越高弹性模量越大能分担的压力越大对提高轻集料混凝土的强度也是十分重要的。

超高泵送混凝土材料性能关键技术研究发表时间：2016-11-17T10:53:00.707Z 来源：《低碳地产》2016年9月第18期作者：曹全明[导读] 泵送混凝土技术通过机械化施工降低劳动强度，实现绿色节能施工，是现代混凝土施工技术的重大进步。

潍坊市磊鑫混凝土有限公司山东潍坊 261207 【摘要】随着我国经济的高速发展，城市人口高度集中，土地资源越来越缺乏，为了提高资源利用率，高度超过200m的超高层建筑越来越多。

随着超高层建筑的快速发展，超高混凝土泵送技术应用也越来越广泛，泵送混凝土技术通过机械化施工降低劳动强度，实现绿色节能施工，是现代混凝土施工技术的重大进步，已成为超高层建筑施工中的关键技术之一。

超高泵送混凝土技术是一项综合技术，包含混凝土配制、泵送设备选型、泵送管道布置、施工过程控制及意外情况处理等各个环节，其中任何一个环节出现问题，都会对整个泵送施工产生不利影响。

【关键词】超高泵送；混凝土；材料性能；关键技术 1 超高泵送混凝土材料性能配合比设计原则（1）200~400m调高度整配合比，主要调整粗集料中5~10mm与10~20mm的比例，掺合料比例进行适当的调整，同时调整外加剂配方，使之适应于超高层的夏季施工。

（2）400~600m调整配合比，进一步提高5~20mm集料中5~10mm比例，调整混凝土的胶凝材料总量和掺合料比例，同时再调整外加剂配方，使之适应于超高层的冬季施工。

（3）600m及以上高度调整配合比，主要调整5~20mm集料为5~16mm，调整混凝土的胶凝材料总量和掺合料品种与比例，同时调整外加剂配方，使之适应于超高层的春夏季施工。

2 工程概况某工程混凝土浇筑沿立面标高分成四个层次，核心筒墙体（第一作业层）→核心筒水平楼盖（第二作业层）→外筒型钢混凝土柱（第三作业层）→外筒水平楼盖（第四作业层），混凝土强度等级及泵送高度状况见表1。

核心筒剪力墙、外围型钢混凝土柱等构件采用C60-C80的高性能混凝土，浇筑量将近10万方，最高泵送高度为420米，属于高性能混凝土超高泵送施工。

第34卷第4期2006年4月同济大学学报(自然科学版)J OURNAL OF T ONG JIUN I VERSI TY (NAT URAL SC I ENCE )Vo.l 34No .4　Ap r .2006收稿日期:2004-09-20基金项目:四川省应用基础科学基金资助项目(01GY051-36)作者简介:谭克锋(1956-),男,山东烟台人,教授.E -m ail :t kf @s w us.t edu .cn轻集料及高性能轻集料混凝土的性能研究谭克锋(西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳　621010)摘要:对轻集料的性能如吸水速率、微观结构及高性能轻集料混凝土的强度、耐久性进行了研究.所用轻集料为膨胀页岩和烧结粉煤灰.高性能轻集料混凝土是由不同的胶结料用量、不同的硅灰掺量和不同的水胶比配制而成.实验结果证明,膨胀页岩轻集料的吸水速率比烧结粉煤灰轻集料低得多,这与轻集料的微观结构相吻合.意味着混凝土搅拌过程中,后者需更多的额外水来达到期望的水胶比.利用轻集料可以成功地配制成强度高于60M Pa 、坍落度200mm 左右、重度低于1834kg m -3的高性能轻集料混凝土.增加胶结料用量或降低m w /m b (水胶质量比)可以提高该混凝土的强度,当胶结料用量超过550kg m -3或m w /m b 低于0.28后,作用变得不明显.从提高该混凝土的强度的角度看,硅灰的最佳掺量为10%.轻集料的种类明显影响高性能轻集料混凝土的强度.耐久性实验证明,高性能轻集料混凝土水的渗透性很低,并且该混凝土的抗冻性优于普通重度的混凝土.关键词:轻集料;混凝土;强度;耐久性中图分类号:TU 528.4 文献标识码:A 文章编号:0253-374X (2006)04-0472-04S t udy on Char acteri s ti c s of Li g ht w ei g ht Aggregate and H i g hPerf or mance L i g ht w e i g ht Aggr egat e Concr et eTA N K efeng(C ollege o fM at erial s S ci en ce and E ngi neeri ng ,Sou t h w estUn i versity of Science and Tec h n o l ogy ,M ianyan g 621010,Ch ina )Abstr act :So m e characteristics of li g ht w e ight aggrega t e (L WA )and high perfo r m ance light w eigh t aggrega t e concre t e (H PL WAC )w ere i n vestiga t e d .The L WA s adop ted i n this study ar e expanding shalesand sinte r ed flyash ones .The test resu lts sho w tha t t h e w a ter abso r p tion o f L WA m ade o f expanded shales is much less than t h atm ade o f sintered flyash ,i m plying tha t l e ss ex tr a wa ter is needed during concrete m ixing to ge t a desired m w /m b rati o .HPL WAC can be m ade successfull y w it h co m pressive str eng t h highe r t h an 60MPa ,sl u m p a r ound 200mm and densit y less t h an 1834kg m -3.The binder content affec ts t h e co mp r essive str ength o f HPL WC .H o w eve r ,w hen t h e binder content exceeds 550kg m -3,t h eeffect beco m es i n significan.t Lo w eri n g m w /m b ratio can i m p r ove the str ength ofHPL WAC ,butw hen m w /m b ratio is l o w e r than 0.28,its effect also beco m es i n si g nifican.t For the i m prove m ent o f str ength ,t h e opti m um dosage of silica fum e is 10%.The agg r egate t y pe affects the str ength of ligh t w eight concr e te sig -n ifican tly .The results of durab ility test sho w tha t t h e w ater pe r m eability ofHPL WAC is very l o w ,and t h e frost r esistance ofH PL WAC is be tter than t h at of nor m al density concrete .Key wor ds :li g ht w e i g ht aggrega te ;concr e te ;str eng t h ;du rability　第4期谭克锋:轻集料及高性能轻集料混凝土的性能研究 在西方国家,因轻集料混凝土具有重度低、可降低建筑物自重、增加有效荷载的优点,已得到了大量的研究[1～4].轻集料混凝土已被广泛应用于现浇楼板、桥面板及海上钻井平台等建筑结构上[5].我国生产的轻集料主要用于生产混凝土砌块,以及配制轻集料混凝土,目前仍处于起步阶段.基于该原因,本研究对国产轻集料的性质及用其生产高性能轻集料混凝土(high pe rfo r m ance light w e i g ht agg regate con-crete,H PL WAC)的可行性进行了研究.1　试验原材料及混凝土配合比本研究采用两种轻集料:天津产的烧结粉煤灰轻集料和湖北宜昌产的700,800,900级膨胀页岩轻集料,两种轻集料物理性能的测试结果见表1.表1　轻集料的物理性能Tab.1　Physical properties of aggregates 代号轻集料种类孔隙率/%颗粒重度/(kg m-3) T1膨胀页岩700级55.01180T2膨胀页岩800级52.21280T3膨胀页岩900级43.01530T4烧结粉煤灰45.61440 利用扫描电镜分析轻集料的微观结构,轻集料的吸水率可由下式计算:w wa=[(m1-m)m/]×100%式中:w w a为轻集料的吸水率;m1为吸过水的轻集料质量;m为绝对干燥轻集料的质量.本研究所用的混凝土配合比由表2给出.水泥为双马牌42.5级普通硅酸盐水泥,硅灰来自贵州铁合金厂,细骨料为河砂,减水剂为萘系高效减水剂.表2　轻集料混凝土配合比T ab.2　M ix proportion s of concre te编号轻集料种类水泥/(kg m-3)轻集料/(kg m-3)砂/(kg m-3)硅灰/(kg m-3)水胶质量比m w/m b高效减水剂坍落度/m m干容量/(kg m-3)1T3450676702500.2812.52101776 2T3495676668550.2813.82301812 3T3540676634600.2815.02601838 4T3540676668600.2615.02151804 5T3540676668600.2815.02601812 6T3540676668600.3016.02601820 7T3522676668280.2813.82151802 8T3495676668550.2813.82301812 9T3467676668830.2813.82501817 10T34406766681100.2813.82301823 11T1495643668550.2813.82401792 12T2495569668550.2813.82401753 13T4495625668550.2813.82101796 混凝土用强制式搅拌机搅拌.为防止早期的坍落度损失,先将轻集料、砂和一半的水预搅拌1m i n,然后将水泥、硅灰、高效减水剂和剩余的另一半水加入到搅拌机中再搅拌1m in.这里,加水量是指由m w/m b(水胶质量比)确定的加水量与轻集料30m in 吸水量之和.2　实验结果与讨论2.1　轻集料的吸水速率轻集料的吸水速率测试结果见图1.对于三种膨胀页岩轻集料,尽管孔隙率相差较大,但吸水速率相差很小.但是,烧结粉煤灰轻集料的吸水速率比膨胀页岩轻集料大得多.该现象可由两种轻集料的微观结构差别来解释.由图2,3可见,膨胀页岩轻集料(T3)外壳较为致密(图2a),内部的孔是互相隔绝和封闭的(图2b);而烧结粉煤灰轻集料(T4)外壳要疏松一些(图3a),内部的孔是开放和互相连通的(图3b).互相连通的孔便于水的吸入,导致了烧结粉煤灰轻集料的吸水速率比膨胀页岩轻集料快得多.图1　轻集料的吸水速率Fig.1　W ater ab sorp tion of li gh t w eigh t aggrega tes473 同济大学学报(自然科学版)第34卷图2　膨胀页岩轻集料(T3)的显微结构(×500)F i g .2　M icrostruc ture of lightweigh t aggregates T3(×500)图3　烧结粉煤灰轻集料(T4)的显微结构(×500)F i g .3　M icrostructure of li gh t weight aggregates T4(×500) 在拌制混凝土时,需要考虑轻集料的吸水速率.为保持预定的有效m w /m b ,加水量需要额外加上轻集料30m in 的吸水量.2.2　抗压强度由图4a ,b 可以看出,混凝土的强度随胶结料的用量增加和m w /m b 的降低而提高,但胶结料用量超过550kg m -3或m w /m b 低于0.28后,作用不明显.原因是此时胶结料的强度已经达到轻骨料的强度,混凝土的强度已经由轻骨料的强度控制. 掺入硅灰对强度的影响还是比较显著的(见图4c ).当硅灰的掺入量为5%,10%,15%,20%时,H PL WAC (高性能轻集料混凝土)的强度分别为59.2,66.5,67.2,68.1MPa .可见,硅灰的适宜掺入量为10%(质量分数),超过此值,对强度的影响也变得不明显.其原因是10%的硅灰掺量已足够充满水泥颗粒的间隙,在水泥水化前即已形成密实结构.混凝土的强度也与轻集料的种类有关(见图5).从表1给出的各种轻集料的孔隙率可以看出:轻集料孔隙率越低,强度越高,用其配制的混凝土强度也越高.图4　胶结料用量、m w /m b 和硅灰掺量对强度的影响(轻集料T3)F ig .4　E ffects of b ind er con ten t ,m w /m b ,and silica fu m e dosages on strength of HPL W AC (aggrega te :T3)图5　轻集料种类对强度的影响F ig .5　E ffect of aggregate type on strength of HPLW AC2.3　耐久性表3给出了高性能轻集料混凝土(采用表2中配合比9)抗冻性测试结果.为便于比较,对相同m w /m b 的普通集料的高性能混凝土(配合比见表4)同时进行测试.测试方法根据国标GBJ82—85(普通混凝土长期性能和耐久性能实验方法)进行.试件经过25个冻融循环.由表3可见,高性能轻集料混凝土的抗冻性优于普通高性能混凝土.分析其原因有:①轻集料中的孔可以容纳一部分因冻融循环从毛细孔中挤出的水,从而缓解了因冻融循环所产生的膨胀应力;②轻集料的弹性模量较低,对膨胀应力有缓冲作用. 高性能轻集料混凝土(采用表1中配合比9)抗渗性测试结果见表5.测试方法根据国标GB J82—85进行.所用试件为 175× 185×150mm 截头圆锥体试件.施加的初始水压为0.1MPa ,然后每隔8h 增加0.1M Pa ,当水穿过试件到达另一端后,测试终止,此时的水压即为混凝土的抗渗性等级(代号为P ).中等m w /m b 的普通混凝土的抗渗性等级一般为P8,但高性能轻集料混凝土的抗渗性等级远远超过474　第4期谭克锋:轻集料及高性能轻集料混凝土的性能研究 P40.说明该混凝土的抗渗性非常优良.原因是掺入硅灰和轻集料的吸水作用使得骨料和水泥石之间的过渡层变得致密[6].表3　混凝土的抗冻性T ab.3　Frost resistan ce te st of concre te混凝土种类强度M/Pa试验前试验后强度损失/%质量/kg试验前试验后质量损失/%高性能轻集料混凝土67.264.43.918321780.72.8普通高性能混凝土83.879.35.424862397.53.6表4　普通高性能混凝土配合比T ab.4　M ix p rop ort i on of norma lw eigh t h igh perfor m ance concre te配合比/(kg m-3)水泥硅灰砂碎石高效减水剂m w/m b坍落度/m m 5406072211789.00.28240表5　高性能轻集料混凝土的抗渗性T ab.5　W ater per m eab ility test resu lt of HPLW AC 水压M/Pa抗渗性等级穿水深度/mm >4.0≥P403～53　结论膨胀页岩轻集料比烧结粉煤灰轻集料外壳要致密一些.前者内部孔是互相隔绝封闭的;后者的孔是开放和相互连通的,这导致了后者的吸水速率比前者快得多.利用膨胀页岩轻集料可以配制出强度大于60M Pa、坍落度在200mm左右、重度低于1834 kg m-3的高性能轻集料混凝土.该混凝土的强度随胶结料用量的增加和m w/m b的降低而提高,但胶结料超过550kg m-3或m w/m b低于0.28以后,作用不明显.掺入硅灰和轻集料的种类对该混凝土强度影响是显著的.从提高混凝土强度角度看,硅灰的适宜掺入质量分数为10%.轻集料强度越高,配制的混凝土强度越高.高性能轻集料混凝土的抗冻性优于普通高性能混凝土.水的抗渗性试验结果表明,该混凝土的抗渗性非常优良.参考文献:[1]　G j orv O E,Tan K F,Zhang M H.D iff u sivit y of ch l ori des fro m s ea-w at er i n t o h i gh strengt h l igh t w eigh t concret e[J].AC I M at eri a l sJou rnal,1994,91(5):447.[2]　Gao X F.Inves ti gati on ofm icro-cracks and m icrostruct u re of h i ghperfor mance li gh t w ei gh t aggregat e concret e[J].Bu il d i ng and E nv i-ron m en t,2002(37):485.[3]　Ross i gnolo J A.M echanical p roperties of pol y m er-m od ified ligh t-w eigh t aggregat e concret e[J].CCR,2002(32):329.[4]　Ch en H J.Deter m i nation of the divi d i ng strengt h and its relati on t ot he concret e strength i n li ght w ei gh t aggregat e concrete[J].C e m entand C oncret e Co m position,1998(21):29.[5]　Sandv i k M,Ha mm er T A.The deve l opm en t and use of h i gh per-for mance li gh t w eigh t aggregat e con crete i n nor w ay[M].Sandef-j ord:In t Sy m on S tr u ctura lL i gh t w eigh tAgg regate C oncrete,1995. [6]　Zhang M H.M icrostruct u re and p roperties of h i gh streng t h ligh t-w eigh t con crete[D].Trondhei m:NT H Li b rary,1989.(编辑:曲俊延)下期文章摘要预报KF-A l2O3催化合成月桂氮卓酮耿政松,谢建军,张　琳 以己内酰胺和溴代十二烷为原料,采用KF-A l2O3作为催化剂,合成月桂氮卓酮.产率85%,纯度98%,产物经元素分析、红外光谱和色谱-质谱联用确证.475。

高标号泵送混凝土施工方案1、概述由于泵送混凝土与通常意义上的混凝土的施工方法不同，因此对混凝土拌合物的要求除了满足设计规定的强度之外，还要求有良好的可泵性，即混凝土拌合物应具有能顺利通过管道、不离析、不阻塞和和易性良好的性能。

施工前应在原材料选择、配合比设计、施工工艺设计等方面仔细考虑，施工过程中按工艺设计及规范要求严格控制。

2、原材料选择2.1水泥选用符合国家现行的《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》所规定的标准的PO42.5普通硅酸盐水泥。

2.2粗骨料选用5～25mm连续级配碎石，且针片状颗粒含量不大于12％的碎石，含泥量不大于1%，并满足其它相关规范规定的指标，具有良好的级配。

2.3细骨料选用细度模数为2.3～3.0的河砂，要求满足相关规范规定的指标，且有良好的级配。

2.4外加剂应根据混凝土的工作性要求选择。

2.5粉煤灰应选用满足混凝土强度要求粉煤灰。

3、混凝土配合比设计3.1混凝土的配合比要求（1）根据混凝土泵送高度及捣固成型需要，入泵时混凝土的坍落度应控制在18～22cm，混凝土经时0.5小时，坍落度损失值为2～3cm。

（2）混凝土的砂率宜为38%～45%，要求混凝土拌合物的保水性良好，能提供一定水份在管壁上形成一层连续的润滑水膜，使泵送摩擦阻力减少，便于泵送。

（3）混凝土的设计强度为50Mpa，试验室配制强度控制在61.9Mpa以上，高强混凝土要求较小的水灰比，水灰比控制在0.32～0.36为宜。

（4）混凝土缓凝时间不小于12小时。

3.2混凝土配合比的确定根据混凝土的性能要求，精心选择各种原材料，按计算结果多次试配，寻求同时满足混凝土设计强度和可泵性的最优配合比，基本选定混凝土配合比后，通过在现场混凝土泵、混凝土输送管径、泵送距离、气温等具体施工条件下试泵送以确定高强泵送混凝土的配合比，并报高监办和指挥部试验室复核。

4、混凝土的拌制4.1施工配合比，开盘前试验人员应根据现场砂、石料的情况将理论配合比换成施工配合比，实行挂牌作业。

超高层高强度轻集料混凝土浇筑施工技术摘要：银川绿地中心超高层项目由南、北两座塔楼与裙房组成，塔楼建筑总高度均为301.150m，塔楼均采用框架-核心筒混合结构体系，外框架由钢梁和型钢混凝土柱构成，楼板采用楼承板绑扎钢筋形式。

由于本工程功能房间多，结合轻集料混凝土能有效减轻结构自重，并具有良好的隔热和隔声效果的特点，所以本工程功能房间地面采用高强度轻集料混凝土。

但是轻集料混凝土高强度、耐久性受浇筑方式的影响，会导致高强轻集料混凝土的工作性较差、强度偏低等，因此对超高层高强度轻集料混凝土浇筑施工技术进行研究。

关键词：高强度;轻集料;混凝土浇筑1 引言轻集料是堆积密度小于120kg/m3的多孔轻质集料的总称用它可以配制出密度等级为200kg/m3～1900kg/m3，强度等级为C50～LC50的各种轻集料混凝土。

随着建筑结构向大跨度、高层发展，轻质、高强、高耐久性和可持续发展将是混凝土材料的发展方向。

为了适应现代建筑工程高层化、大跨度化的发展而做出的改进，使用高强轻集料混凝土替换普通轻集料混凝土符合了建筑对减轻荷载的要求，我国普通轻集料通常采用粘土陶粒，粘土大多取自于耕地，不符合可持续发展战略。

因此，具有良好工作性、高强轻质、体积稳定性和耐久性好的高性能轻集料混凝土具有十分广阔的发展前景。

它可以减少建筑的荷载，也可提高楼板的承载能力，还具有更强的抗裂性能、耐久性能、无碱集料反应等优点。

2 高强度轻集料混凝土施工技术特点（1）轻集料混凝土采用聚氨酯骨料，轻集料质轻、多孔的独特结构。

具有轻质、保温、隔音和抗震、耐火性能好、综合技术经济效果好，较好的工作性能、良好体积稳定性、耐久性能等优点，使之逐渐成为现代轻集料混凝土技术的一个重要发展方向，是高层建筑物减轻荷载的理想材料。

（2）轻集料混凝土的生产和应用技术发展较快，主要向轻质、高强的方向发展。

减轻自重是现代建筑结构实现超高、大跨设计与施工的有效途径之一，而采用轻骨料混凝土可显著降低结构自重。