摘要：随着我国城市化进程的加快，超高层建筑逐渐成为了解决中心城区土地资源稀缺问题解决的无奈选择。超高层建筑的核心筒和钢管柱均采用高强高性能混凝土进行浇注，研究高强高性能混凝土的特点迫在眉睫，在昆山金鹰国际超高层主体结构浇筑过程中，面临着混凝土标号高、泵送高度高、施工期间温度高的三高局面，且施工部位含钢量大，浇注高度较深，设计最高要求使用C60强度混凝土浇注。昆山申昆联合混凝土有限公司承接该项工程后，在经过原材料的选择、配合比设计验证，混凝土生产、一泵到顶的泵送高度浇注等各个环节的控制后，工程取得了良好的效果，在混凝土的浇注质量、水化热控制、裂缝控制等方面圆满完成了设计要求。

关键词：大跨度，泵送，顶升，自密实，混凝土。

1. 引言

相比于普通混凝土而言，高性能混凝土具有水胶比小、稠度大、粘性大、流动性差的特点。对于超高层高强高性能的泵送施工工艺，考虑到泵送过程中可能会对高性能混凝土的特性造成一定的影响，为了降低这样的影响，必须要高性能混凝土泵送之前使用水泥砂浆、水泥净浆等材料对整个管道做充分润滑，以尽快在管道壁建立起一层水泥膜使高性能混凝土输送中的水分不要改变过多，此为解决施工的首要难题。

2. 工程概况

昆山金鹰国际位于昆山市市中心，是昆山第一高度的标志性建筑，总高度为250m 总层数53层；框剪结构，剪力墙厚度分别有：400mm--1000mm不等。混凝土钢筋含量：正负0以下为750kg/㎡，正负0以上为480kg/㎡。混凝土等级：墙柱为C60、板梁为C40等。工程主要特点为：混凝土垂直泵送高度超220m（见图1） 。在地下负一、二层剪力墙中混凝土钢筋含量局部体积比例大于10%，浇注高度达5.5米，无法进行有效振捣，使用普通C60混凝土浇注无法满足工程质量，设计要求使用C60高强高性能混凝土浇注。

1.工程的难点分析、高强高性能混凝土性能要求

本项工程的控制难点在以下几个方面：

①、主体结构总泵送高度约为220m，混凝土单层浇注高度较高，达到5米，已达到高性能混凝土一般允许不超过5米的自由下落高度，加之较大的钢筋含量，浇注开始时大量浆体被钢筋黏附，有可能在剪力墙底部局部造成蜂窝；

②、混凝土的浇注时间主要集中在7、8、9月份，气温在33℃以上，加上混凝土的水化热温升，混凝土的温度较高，温度裂缝控制困难；

③、由于采用高强高性能混凝土，胶凝材料浆体体积含量较高，混凝土的收缩裂缝控制比较困难；

④、由于气温较高，混凝土工作性能保持困难，超高泵送导致流动性损失严重影响浇筑质量；

⑤、原材料波动将严重影响混凝土工作性，影响浇筑质量。

鉴于上述5方面的控制难点，工程的准备工作应满足以下几点：

①、配合比设计中选用52.5标号的水泥，并使用矿物掺合料双掺法使混凝土的胶凝材料总量控制在500公斤以下，在满足混凝土工作性的前提下降低混凝土水化热和混凝土收缩；

②、混凝土出机后30分钟其坍落扩展度保持在650mm以上，其指标达到一级高性能混凝土技术要求；

③、选择稳定优质的合格原材料供应商及原材料储备，并在高温期间对生产使用原材料采用喷淋降温的措施，降低出场混凝土的出机温度，有效的控制浇筑后混凝土的绝热温升。

④、泵送施工工艺方面：

做好泵送前的准备工作--施工和设备人员需要丰富操控经验、施工之前认真检查设备，设备维护和保养重视，操作台和施工面要保持通讯畅通，靠近水源用于管道清理。

泵送前的管道润滑--为避免泵送过程中大量水分被吸附的现场发生，在泵送混凝土之前先泵送少量的水及砂浆，将砂浆吸附在管道内壁。

管道清洗--对于超高层建筑的泵送管道，由于其长度长，管道残留物相对较多，必须要对管道进行至少二次清洗才能清洗干净。

4 原材料及配合比的确定

①、由于对于昆山第一高楼超高层用的高强高性能混凝土对质量要求很高，我们的原材料选用的厂家及指标情况为：

水泥：选用盘固水泥集团有限公司P.O52.5普通硅酸盐水泥，比表面积：350m2/kg，标准稠度用水量：27.8%，初凝时间：148min，终凝时间：219min； 28d强度：57.8Mpa。

粉煤灰：选用的是太仓胜得意Ⅱ级F类；其各项性能指标如下：

矿粉：选S95张家港恒昌，流动度比：101%，28d活性指数：100%。

粗骨料：选用产自湖州矿，5-25mm连续级配的玄武岩，压碎指标：5.5%；针片状含量：1%；粗骨料质量对高强高性能混凝土的泵送性能有较大影响，故需控制颗粒级配、针片状含量、岩石抗压强度等，以保证施工泵送和强度保证。

细骨料：细度模数：2.7-2.8；含泥量：0.6%；泥块含量：0.1%。

外加剂：YX-600聚羧酸系泵送剂；厂家：上海尧夏建筑材料有限公司；由于考虑到施工特性，故要求外加剂减水率大于25%以上，要求保坍1-2个小时，还要增加混凝土拌合物的浇筑性能，含固量：15.2%；密度：1.042g/cm3；减水率：28.0%。

上述选用的原材料必须单独存放，混凝土浇筑前按照使用量的1.5倍一次备足，检验合格后使用，确保混凝土的质量稳定性。为避免集料离散，造成使用时出现混凝土和易性问题，规定了粗骨料堆放限高4.5m，铲车起铲线离地0.4m。

4、混凝土配合比的设计验证

1、混凝土配合比设计，在混凝土性能满足要求的前提下尽量降低胶凝材料用量，有利于混凝土水化热和收缩控制。

（1）选取水泥强度54Mpa，粉煤灰和矿粉的影响系数分别为0.85及1.00，计算得到胶凝材料抗压强度45.9Mpa；

（2）计算混凝土水胶比得0.33取0.31，按JGJ55-2011并考虑外加剂减水率，确定单位用水152kg，胶凝材料用量490kg；

（3）选取砂率44%，根据生产经验和外加剂的性能设定混凝土含气量为2.2%，用体积法，计算得出基准配合比，并根据±0.02水胶比调整得到如下配合比：

2、配合比试验验证

采用60升混凝土试验搅拌机，每次搅拌30升，搅拌时间为两次3分钟，搅拌完毕后在搅拌机中放置，期间每5分钟搅拌10秒，30分钟以后测定混凝土各项性能指标，包括：坍落扩展度、V漏斗通过时间，混凝土各龄期强度，试验结果如下：

根据混凝土配合比的试验验证结果，按配合比其各项性能参数的设计要求选取配合比为最终配比。混凝土粘聚性良好，见图2。

五、混凝土的生产过程控制措施

①、混凝土搅拌参数控制：混凝土搅拌机按照额定搅拌量的75%投料，搅拌时间不小于60秒。

②、控制原材料料场物料温度，降低混凝土出机温度：水泥提前进仓、砂石料提前洒水降温，混凝土主体浇筑时间尽量选择在20：00到次日10：00之间主体浇筑完成，尽可能降低混凝土的入模温度。

③、混凝土坍落扩展度控制在680mm以上，单车混凝土2小时以内确保坍落扩展度不低于650mm时，否则禁止浇筑，可允许经过外加剂调整一次使用。

六、 施工现场的各项准备和浇筑工作

①、钢筋模板降温，降低混凝土温度峰值：钢筋和模板提前2小时进行两次浇水降温，并排尽积水。

②、混凝土泵车落料点应固定，间隔在5-6米，泵送速度不宜太快，利于混凝土流动和气体排出。

③、混凝土浇筑时尽量采用可能的辅助振动，敲击模版检查浇筑质量，重点敲击混凝土入料点，防止产生蜂窝。

④、混凝土终凝以后可以尽早放松紧固螺栓，混凝土表面温度高于50℃时不得拆模。

⑤、如因混凝土波动浇筑完成时发现浮浆，应使用混凝土将浮浆逼出模板，混凝土硬化以后发现表面浮浆，应剔除浮浆以后进行下步浇筑。

⑥、由于正值高温季节施工，合理安排总值班对车辆的调度，做到供应生产时的连续性，做到不积车、不断车，确保顺利供应。

七、混凝土浇筑和应用

昆山第一高楼金鹰国际主体结构部分混凝土每次浇筑约600立方米，采用2台双发动机柴动力固定泵同时浇筑，浇筑强度每小时70立方米，混凝土稳定性良好，坍落扩展度650mm以上，混凝土浇筑质量良好，没有发现蜂窝、麻面现象。混凝土实体强度满足设计要求，标准养护试块混凝土28天平均强度70MPa，标准偏差1.5MPa，拆模后没有发现温度裂缝，也没有发现混凝土收缩裂缝。

八、结论

超高层混凝土泵送是一个系统工程，要有严密的施工体系，从混凝土泵送的选型、混凝土配合比及混凝土拌制、运输、泵送的整个过程中，任意一个环节出现偏差，都可能造成泵送失败，不仅影响进度而且影响混凝土工程质量。不断研究高强度高性能混凝土的超高层泵送技术，对于提高超高层建筑施工质量及施工效率具有重要意义。

参考文献：

1、“高性能自密实混凝土及其工作性评价” 吴红娟等，《武汉工业学院学报》，2004第二期。

2、“高性能自密实混凝土研究与应用综述” 刘小洁等，《铁道科学与工程学报》2006第二期。

作者简介:

陆建东，昆山申昆联合混凝土有限公司总工，高级工程师，从事混凝土行业10年以上。

联系方式：江苏省昆山市娄江工业园区丽淞路8号