五拼五比晒五榜在行动
万丈高楼,起于垒土。在大部分人眼里,混凝土就是“抹灰”“搅水泥”,其实,混凝土是建筑的主要原材料之一,对生产技术的要求很严格。
“混凝土的生产确定配合比后,要经过多次试验,才能进入生产环节。”南京市绿色建筑与绿色建材发展中心负责人说,“混凝土的原材料就相当于药材,针对不同的工程,混凝土有不同的配合比,就像抓中药,要对症下药,为建筑打牢根基。”
随着城市建设的发展,混凝土的科技含量也越来越高,出现了无需振捣自密实的混凝土、可以在水下浇筑抗渗性能优异的混凝土、无需二次装饰的清水混凝土……本期《城乡建设》,记者带你走进不同建设使用场景,去看看“各显神通”的混凝土。
地铁6号线兴智街站TA06标:首次使用无砟轨道 高自密实混凝土无需振捣
今年4月,南京地铁6号线顺利完成兴智街站TA06标CRTS-Ⅲ型板式无砟轨道C40自密实混凝土实体浇筑,这标志着南京地区地铁类工程首次推广“CRTS-Ⅲ型板式无砟轨道C40自密实混凝土”成功。CRTS-Ⅲ型板式无砟轨道结构主要用在高铁项目中,目前地铁项目是首次推广运用,其主要技术难点在于浇筑要求高,混凝土需自我填充且满足高自密实性、高抗离析性和间隙通过性、高体系稳定性等工作性能要求;其次,技术指标复杂,南京中联混凝土有限公司研发团队选用了5种不同的粉料原材料,经过数十次的反复实验比对,最终达成了扩展度≥680毫米、初凝时间<12小时等技术要求。
进入实际生产应用之前,研发团队在现场进行揭板试验,铺板模拟最真实的工况。经过试验的诸多步骤,历时三个月,灌板18次,从揭板效果看表面无明显气泡,内部石子分布均匀,混凝土的流动性、间隙通过性、包裹性等工作性能优异,为后续工程实际应用提供了宝贵经验。
自密实混凝土采用非泵送方式的滑槽工艺进行浇筑,利用滑槽延伸到30米以下,再通过轨道混凝土搅拌车进入隧道进行浇筑,混凝土各项指标均达到预期设计效果,满足现场浇筑施工条件。此外,南京地铁6号线另一段无砟轨道C40自密实混凝土也在同步浇筑中。
CRTS-Ⅲ型板式无砟轨道结构自密实混凝土目前已申报中国混凝土与水泥制品协会行业技术革新奖、中国建材技术革新奖等技术成果奖励共计4项,总结形成了一套地铁无砟轨道C40自密实混凝土揭板试验的质量评价方法和施工质量控制方法,为南京地区地铁工程自密实混凝土的实际应用提供了基础技术支撑和理论指导。
江北国际创意街区环境整治:自重轻强度高 轻骨料混凝土可减轻建筑荷载
在对江北新区国际创意街区周边进行环境整治时,南京中联首次成功生产浇筑LC40轻骨料混凝土,开创了LC40轻骨料混凝土在江苏区域实体工程中泵送浇筑的先例。
为减轻桥面荷载,研发团队前期通过大量试配研究,选用优质页岩陶粒,优化配合比设计,使得LC40轻骨料混凝土达到优异的匀质性、流动性和泵送性,LC40混凝土显现出优异的早期强度,3天抗压强度达到41.5MPa,可以解决工期紧张的难题,这种混凝土适用于交通桥梁和高层建筑等场景。
市绿建中心相关负责人介绍,该项目使用的LC40高性能轻骨料混凝土,与普通C40混凝土相比,能够在保持较高强度的基础上,使混凝土自重降低近30%,大幅度减轻基础结构荷载。普通混凝土表观密度为每立方米2350千克,LC40轻质高强混凝土设计要求表观密度每立方米1700千克。这种混凝土的成功运用为高强度轻骨料混凝土的研究、生产及应用提供了理论指导和经验借鉴,实现了新产品研发的高效转化,具有良好的科技价值和经济价值。
江北新区地下空间二期:能在水里浇筑成型 抗渗性混凝土“不怕水”
使用C40强度、水下抗渗性能为P12的700多立方米混凝土,浇筑时间接近15个小时,通过优良的工艺和有序的施工组织,顺利实现一次浇筑成型。
江北新区地下空间二期为目前国内规模最大、最复杂的单体地下空间工程,其主要结构均位于地下,有着体量大、深度深、施工复杂等特点,这些特质决定了项目前期施工的地下连续墙具有极大的施工及技术难度。该地下连续墙开挖深度约70米,墙长约5.6米,墙宽约1.5米,单幅总方量约700立方米,属于超大方量地下连续墙。
针对地下连续墙混凝土结构水下浇筑、单幅浇筑方量大、P12高抗渗等特点,混凝土供应单位江苏中建商砼,通过研究不同矿物掺合料的掺配比例,对胶凝浆体应力屈服、黏度、水化热、凝结时间、抗渗透性能的影响,确定了最优胶凝材料组成比例。基于骨架密实堆积理论,针对砂石骨料的粒形、级配等特点,设计胶凝材料、砂、石多级填充,确定混凝土最紧密堆积状态。同时针对项目工程需求,量身定制开发出专用外加剂,引入抗水分散、增稠保水和渗透结晶等功能助剂,调控混凝土的经时损失、凝结时间和抗渗性能,实现混凝土工作性能、力学性能和耐久性能的协同提升。
秋藤一望江220KV线路:60小时内不凝固 超缓凝混凝土性能稳定
位于浦口区海峡大道与浦乌路交界处的秋藤—望江220KV线路项目,是国内首次利用公路过江隧道穿越长江的电力系统建设项目,总长度986米的盾构电缆隧道,建成后与江心洲沿江段电缆管廊衔接。
市绿建中心相关负责人介绍,这里使用C25水下超缓凝混凝土进行钻孔咬合桩施工,咬合桩工艺需要对成型初期的混凝土进行切割、挤压、摩擦,既要确保桩垂直度且避免对已成桩造成扰动影响,又要系列施工工艺在混凝土初凝前完成,这就对混凝土的初、终凝时间控制提出了严格要求:初凝时间不得早于60小时、终凝时间大于72小时。
一般项目上是要求混凝土较快凝固,而这个项目要求缓凝,技术难度更高。混凝土供应单位江苏中建商砼通过选用中低热水泥,采用性能稳定的超缓凝剂,对混凝土和易性、水下抗分散能力、凝结时间等性能进行了多轮配合比验证,最终确保了混凝土水下浇筑不分散,凝结时间、柔软度满足工程要求。
南师附中晓庄校区图书馆:高级灰有格调 超大饰面清水混凝土外观优美
正在建设中的南师附中晓庄校区内,图书馆已进入内部装饰装修阶段。从外部望去,这座图书馆呈现出一种独特的工业风造型,这是由于图书馆使用了超长超大截面饰面清水混凝土,它不仅保持了清水混凝土的优美外观、一致色彩和完美结构,更融入了创新技术,使得这款材料能适应大型公共建筑工程的需求。
混凝土供应单位江苏双龙集团为了找到最佳的配合比和制作工艺,不断试验和改进。团队首先研究了不同原材料和施工工艺对清水混凝土品质的影响,又探索了各种因素如模具、脱模剂、振捣方式等对清水混凝土性能的影响,也尝试了使用抗裂剂防止混凝土开裂,以确保其外观和结构的完整性。这款清水混凝土的研发过程包括了从试验室的小试、中试到现场生产大样的全过程验证,以确保产品的优质性能,并得到实际应用。在研发过程中,团队模拟了混凝土机台生产、搅拌车运输、现场施工浇筑、振捣养护环节,使得生成的清水混凝土工作性能稳定,无泌水离析现象。
为了进一步验证清水混凝土的性能和可行性,团队在工地现场搭建了 1:1 样板墙,模拟了实体结构所有形状的搭接,验证了清水混凝土适用于实体的所有结构。此外,团队还针对清水混凝土品质进行量化判断并给出实际操作指导,确定了最优的配合比和工艺参数,也找出了扩展度作为混凝土状态控制的关键指标,利用图像处理软件,实现了对不同等级清水混凝土的外观进行定量评价,如评估色差、气泡数量、光洁度等,以期更精确地评价产品质量。这些曾经只存在于理论研究中的技术,现在都已经在实践中得到了验证。
金融城二期:超高层泵送一泵到顶 流变混凝土控制性能优异
超高层泵送技术具有一定的挑战,混凝土如何顺利实现一泵到顶?目前南京300米以上的高楼,如金鹰世界的T1、T2、T3塔楼、德基世界贸易中心、 金融城二期均由江苏双龙集团提供超高层泵送技术支持。
超高层泵送是一项系统工程,通过车载泵将混凝土一次性输送至施工高度,这项工艺集选材、配合比研究、现场泵送管理体系一体,最终要确定合适的塑性黏度和屈服应力,这两个参数主要决定了混凝土在应力作用下的流动行为。如何选择合适的参数?要通过流变仪测试流变参数,与混凝土性能指标建立对应关系,进而确定混凝土的控制指标,从而指导生产,实现超高层泵送。
记者从市绿建中心了解到, 超高层建筑一般具有独特的造型设计,也加大了施工难度,主要体现在混凝土高强高性能化、混凝土泵送设备提升和管路铺设优化、混凝土供应连续性保障等方面。双龙集团在前期高强混凝土盘管试验研究的基础上,向更高强度更高高度挑战。在盘管试验中,团队将理论上最紧密堆积理论应用于C120混凝土配合比设计,并成功制备出高强高性能C120混凝土,形成一套系统的工法。C120高强高性能混凝土模拟垂直高度620米盘管试验,一方面为南京市超高层项目的顺利施工做好准备,另一方面积累了超高层泵送试验和施工数据,强化技术实力,做足技术储备,培养了一批专业技术人才。
混凝土作为一种重要建材,正在往超高性能、绿色低碳的方向发展。国务院颁布的《2030年前碳达峰行动方案》,其中在关于推动建材行业碳达峰中首次提到了低碳混凝土,这意味着低碳混凝土是推动建筑行业实现国家“双碳”目标的重要组成部分。南京是政府采购支持绿色建材促进绿色建筑品质提升试点城市,目前,全市有14家混凝土企业获得绿色建材认证,已有预拌混凝土生产企业开展针对低碳混凝土的研发工作。
本版撰稿 张恺 通讯员 宁建新