【革新奖2015】一等奖:天津117大厦异形多腔巨型柱C70大体积自密实混凝土研制与应用

来源:CCPA[2018/01/25]

核心提示:2015年度“雷诺清水杯”混凝土与水泥制品行业技术革新奖一等奖项目(技术开发类):天津117大厦异形多腔巨型柱C70大体积自密实混凝土研制与应用

2015年度“雷诺清水杯”混凝土与水泥制品行业技术革新奖工作于2015年4月启动,至12月圆满完成。报名期间共收到有效申报项目42项,其中“技术改造类”9项、“技术开发类”28项、“技艺工法类”5项。经过专家评审委员会的初评及终评,共有26个项目获奖,其中技术开发类一等奖4项、二等奖5项、三等奖7项;技术改造类二等奖3项、三等奖3项;技艺工法类三等奖4项。

一等奖项目(技术开发类)

天津117大厦异形多腔巨型柱C70大体积自密实混凝土研制与应用

完成单位

中建商品混凝土天津有限公司

该项目针对天津117大厦实际工程中异形多腔巨型柱的复杂结构特点,进行了高性能混凝土胶凝材料体系关键技术、C70大体积自密实混凝土配制关键技术等研究,并通过足尺模拟试验、施工组织及质量控制,成功克服了C70混凝土高粘难以高层泵送的难题,降低了大体积混凝土温度开裂及收缩开裂的风险,满足了异形多腔复杂结构对混凝土自密实性能及高强高层泵送低粘、低收缩、低水化热性能的要求,取得了良好的社会效益与经济效益。项目获国家发明专利授权1项、国家实用新型专利授权4项。

天津117大厦地下3层(局部4层),地上117层(实际结构楼层130层),结构高度596.2米,为中国在建结构高度第一的超高层综合体。塔楼为巨型框架支撑+核心筒体系,其中外框的异形多腔巨型柱最大截面尺寸为24m×22.8m,且由29个腔体组成,最厚钢板尺寸100mm;钢柱内竖向钢筋直径最大为50mm三级钢,分单根钢筋穿肋板及钢筋芯柱两种,腔体内浇筑C70自密实混凝土,其单次最大浇筑方量达3400m3,单次平均浇筑方量超过2000m3

基于实际工程情况,项目主要研究难点集中在降低大体积混凝土水化热、控制高强混凝土的收缩在合理的范围内、控制高层泵送高强自密实混凝土合适的粘度,并需要保持高层泵送混凝土性能不损失。针对以上难点,项目制定出相应技术方案,主要的技术创新点有:

(1)通过对大掺量特种超细矿物掺合料微珠胶凝体系研究,优化调整配合比,成功研制出低水化热、低收缩、低粘度、高强、高层泵送大体积自密实混凝土,并成功应用于该工程异形多腔巨型柱结构中;

(2)自主研发高性能聚羧酸减水剂,保坍时间长,经高压泵送后能够保持混凝土自密实性能、力学性能不损失;

(3)采取压电主动波动法和平膜式压力变送器应力实时监测系统多手段立体化分析评估异形多腔巨型中混凝土浇筑质量以及混凝土与钢管内壁间粘结性能,对混凝土实体浇筑质量进行预判;

(4)通过对施工成套技术及施工管理模式的研究,成功地保障了(该工程总浇筑方量3.5万m3,单次最大浇筑方量3400m3,最高泵送高度183m,跨越冬季与夏季)施工质量。

在实际工程施工中,生产组织顺畅,混凝土施工性能良好、质量稳定,硬化后的混凝土与钢管内壁接触良好、密实度高、表面未出现有害裂缝,取得了良好的经济效益和社会效益。

该项目在C70大体积自密实混凝土原材料选择、配合比设计、工作性控制等方面做出了具有特色的工作,还开发了独特的方法来评价新拌混凝土可泵性,利用压电主动波动法检测分析评估钢管混凝土浇筑质量以及钢管壁与核心混凝土的界面粘结性能,数据可靠,与实际情况吻合度高。此外,该项目所使用的质量控制及生产组织方案可推广应用于结构复杂巨型钢管高层泵送混凝土施工中。

图 1 天津117大厦异形多腔巨型柱内部复杂结构

图 2 C70大体积自密实混凝土浇筑施工及性能

(责任编辑:陈宗勤)

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