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C60钢管住自密实混凝土的研究与应用 聂法智高春雷王天刚 (北京通惠绿洲混凝土有限公司) 1．概述 北京电视中心工程位于东长安街延长线上，地处北京商务中心(cBD)的核心，由综合业 务大楼、多功能演播中心、生活服务中心和地下车库组成。其中，综合业务大楼(主楼)共44 层，地下3层，结构形式为钢骨架混凝土和钢筋混凝土框架剪力墙，地上4l层，结构形式 为钢结构框架一支撑结构体系，建筑总高239m，为CBD的标志性建筑之一。10层以下钢管 均气温为一8C，最低温度为一13(2，气候条件恶劣。 考虑到工程的重要性和气候条件的恶劣性，针对工程CPT浇筑时可能出现的技术难点， 主要进行了三个阶段的系统研究：试验室室内研究、生产工艺及动态性能研究和现场试验柱 难点、研究过程和应用结果重点进行说明。 2．技术难点 2．1混凝土的流动性：大流动性是自密实混凝土的必要条件，本次试验要求混凝土出 盘时扩展度大于700mm，3h内基本不损失，而且混凝土和易性良好，不泌水、不离析、不 分层。 2．3混凝土的抗冻性能：要求在钢管柱无法保温的情况下，．15。C极端低温下混凝土不 受冻。 2．4混凝土的高抛稳定性：要求在9m高度下自由下抛混凝土不分离。 2．5 混凝土在钢管内的密实性：钢管内上、下及中间有多层隔板，隔板中心有 缘四周及边角处。 2．6混凝土的收缩性能：要求混凝土收缩性要小，不能与钢管柱内壁分离。 3．试验室室内研究 3．1试验目的：混凝土的流动性、强度、抗冻性能、收缩性能、配合比 3．2试验内容： (1)原材料的选择 ①水泥：选用质量稳定、流变性能好的三河冀东P．042．5R水泥 ②砂：选用潮白河水系低碱活性的天然中砂，细度模数为2．5左右 ③石料及级配：选用三河低碱活性的5—25mm机碎石 ④矿物掺合料及掺量：配制高强高性能自密实混凝土矿物掺合料的作用至关重要，不仅 降低了成本，提高了混凝土的耐久性，同时保护了环境。矿物掺合料具有优异的火山灰效 一60— 应、“微珠”效应和填充密实效应，本次试验选用多种矿物掺合料按一定比例复合，利用“双 掺”的超叠加效应来改善混凝土的流动性、微孔结构，空隙数量，从而达到自密实的效果。 ⑤外加剂的对比及复合高效减水剂的减水率及与水泥和掺合料的适应性是配制高性能 自密实混凝土的关键。目前广泛使用外加剂有萘系、蜜胺系、胺基磺酸系，通过对它们一种 或两种以上的复合进行水泥净浆流动度和混凝土的扩展度及强度试验，发现存在着流动度、 强度、和易性等方面的不理想。而新型的聚羧酸系外加剂由于其与水泥颗粒间特殊的电荷排 斥和空间阻隔作用，在掺量较低的情况下，水泥净浆流动度明显高于其它系的外加剂，混凝 土扩展度及经时保持非常优良，保水性及和易性达到接近理想的状态，混凝土水胶比可以达 到O．25以下，混凝土的强度完全能够得到保障。同时低碱和不含氯离子使CPT混凝土的耐 久性得到改善。 ⑥防冻剂：采用一种低碱和不含氯离子的有机防冻剂，保证混凝土在．15C极端低温下 不受冻。 以上。 ⑧拌合水：采用自来水。 (2)配合比的确定 ①石料料径和级配的合成：为了最大程度地减少混凝土的收缩，选择粒径较大的 5～25mm表面棱角较多的机碎石，这就增加了自密实混凝土大流动度的难度，对此石料的级 配是否合理显得尤其重要。目前普通混凝土使用的5—25mm机碎石普遍级配不合理，16mm 料按一定的比例进行合成。合成的比例按合成后骨料的松散容重和振实容重最大来确定，本 次试验确定的比例为70％：30％。 ②水胶比的确定：根据试配强度的要求和自密实混凝土胶凝材料总量的经验，即胶凝材 ③砂率的确定：自密实混凝土的大流动性决定混凝土的砂率比普通混凝土增大，同时又 要考虑目前使用的天然中砂含石成分的扣除。本次试验砂率确定在45％-50％之间。 ④膨胀剂掺量的确定：采用新一代膨胀剂，掺量6％等量取代水泥。 ⑤防冻剂掺量的确定：按胶凝材料总量的l％掺加。 3．3试验结果： (1)确定C40-C80自密实钢管柱混凝土配合比。见表l。 表1 C40一C80自密实混凝土配合比 水泥用量 用水量 掺合料用量 砂率 外加