科技助力超高性能混凝土廣泛應(yīng)用

伴隨著建筑施工技術(shù)的發(fā)展，我國乃至世界各地具有地標(biāo)性質(zhì)的超高層建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)，其施工更要求高效率、高性能、低能耗。隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，高層、超高層建筑中大量使用到高強、超高強混凝土，混凝土的配置及其超高泵送技術(shù)是其中的重要一環(huán)。

超高性能混凝土具有強度高、負荷能力大、資源和能源消耗少、耐久性好等優(yōu)點，能滿足土木與建筑工程輕量化、高層化、大跨化、重載化以及耐久化等諸多方面的要求，是混凝土科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的主要方向。我國的科研人員對超高性能混凝土進行了持續(xù)的、卓有成效的研究，在配制技術(shù)與配比參數(shù)、微觀結(jié)構(gòu)與宏觀結(jié)構(gòu)、強度性能與變形性能、收縮濕脹與耐久性能方面進行了研究，并用于實踐。

上海環(huán)球金融中心高性能混凝土澆筑技術(shù)

上海環(huán)球金融中心是高性能混凝土應(yīng)用的一個很好的范例。據(jù)上海建工集團副總工程師龔劍介紹，超高層建筑對混凝土的強度及性能要求很高。以往，高性能混凝土作為特種混凝土在工程中應(yīng)用較少，技術(shù)尚不成熟。上海建工在該項目的施工過程中，創(chuàng)新研制出了采用特殊外加劑配制的高性能混凝土澆筑技術(shù)。運用這一創(chuàng)新的大體積混凝土施工的綜合技術(shù)，直徑達100 米、厚4.5米、總方量達2.89萬立方米的主樓底板混凝土在42個小時內(nèi)一次連續(xù)澆搗完成，創(chuàng)造了超高層建筑工程中大體積混凝土一次澆搗的當(dāng)時世界新紀(jì)錄。在豎向結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用免振澆搗的自密實混凝土技術(shù)，解決了關(guān)鍵性施工難題，使混凝土施工技術(shù)上了一個新臺階。廣州西塔高性能混凝土技術(shù)新突破

在廣州西塔的建設(shè)過程中，建設(shè)者們攻克了諸多世界級施工難題，實現(xiàn)了高性能混凝土技術(shù)新突破。建筑總高度達437.5米的廣州西塔是中國第三高樓，由中國建筑工程總公司和廣州市建筑集團有限公司聯(lián)合體承建。整個建筑設(shè)計為筒中筒結(jié)構(gòu)體系，鋼管混凝土巨型斜交網(wǎng)格柱外筒，鋼筋混凝土剪力墻內(nèi)筒，鋼筋混凝土組合樓蓋連接內(nèi)外筒。且結(jié)構(gòu)在平面和豎向不斷變化，尤其是69層以上酒店層的變化幅度最為突出。這種獨特創(chuàng)新的筒中筒結(jié)構(gòu)體系決定西塔的建設(shè)尤為復(fù)雜和施工難度極高。建設(shè)者積極組織開展各種試驗和科技攻關(guān)，將C100高性能混凝土一次成功泵送到333米高度。

京基100大廈“超級明星”C120超高性能混凝土

在京基100大廈項目中，中建四局?jǐn)y手中聯(lián)重科完成了C120混凝土在417米高度的泵送，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄，表明我國在該項研究領(lǐng)域中處于世界的領(lǐng)先水平。

超高泵送使用的C120超高性能混凝土可以說是混凝土界的“超級明星”，具有更優(yōu)越的力學(xué)性能、耐火性能、斷裂韌性、微收縮性和耐久性能。其抗壓強度已達到120MPa以上，是普通C30 C40混凝土強度的3倍 4倍，可以大量節(jié)省混凝土的體積，也相應(yīng)節(jié)省了砂、石、水泥、外加劑、水等材料。在相同的建筑外形條件下，可增加建筑物的可使用面積，是一種節(jié)能、環(huán)保的混凝土。由于在配比制作的過程中添加了聚丙烯纖維，其在斷裂韌性上得到很大的提升，收縮性能可控制在規(guī)范要求的范圍之內(nèi)。由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為密實，C120 超高性能混凝土在抗凍融循環(huán)的次數(shù)得到滿足的同時，抗氯離子滲透和硫酸鹽腐蝕的性能非常突出，這不僅能更好地預(yù)防高樓患上“骨質(zhì)疏松”，而且特別適合在超高層建筑、大跨度建筑、跨海建筑等工程中推廣應(yīng)用，是該領(lǐng)域科技創(chuàng)新重要研究成果。

性能研究還需突破運用科技力量加強推廣力度

當(dāng)前，超高性能混凝土發(fā)展已經(jīng)是一種趨勢。對性能的研究還有待突破，包括自干燥引起的自收縮、礦物微細粉的科學(xué)分類和品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及其與混凝土外加劑之間的相容性、高性能混凝土多組分復(fù)合材料的復(fù)合化超疊加效應(yīng)及高強高性能混凝土的韌性研究。建筑業(yè)消耗世界資源近40%，如將建筑物的壽命延長一倍，資源能源消耗和環(huán)境污染就要減輕一半。延長混凝土的使用年限、提高混凝土的耐久性、減少混凝土結(jié)構(gòu)修補、減少水泥混凝土需要量，將會提高資源和能源的利用率，減少經(jīng)濟費用，避免經(jīng)濟損失，節(jié)約資源和能源，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

正如中國工程院院士陳肇元教授所述：超高性能混凝土是混凝土技術(shù)進步的產(chǎn)物，它的生產(chǎn)需要有素質(zhì)的操作人員，較完善的生產(chǎn)設(shè)備和高水平的質(zhì)量管理控制。我們應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗，對推廣應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的問題，不斷地進行研究并盡快解決。相信隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用量的不斷增大，我國建筑業(yè)的整體水平將得到很大的提高。