高性能減水劑配制C50～C100高性能混凝土的試驗與在廣州西塔等應用簣
柯科杰1,李偉中2,陶思佺3,李桂青1 ,黃仕階1,莊建坤1 ,鄔超友2 ,李天浪3
1廣東柯杰外加劑科技有限公司，廣東 佛山 5282412廣州市粵秀混凝土有限公司，廣東，廣州 510000
3廣東粵群混凝土有限公司，廣東，廣州 510000
摘要
本文主要介紹聚羧酸高性能減水劑配制C50-C100高性能混凝土（HPC）的應用試驗，在432m高的廣州西塔與610m的廣州新電視塔、高速鐵路武廣客運專線、新廣州火車站等國家重點工程的工程應用。
1、前言
◆ “高性能混凝土”（HPC）是國外20世紀80年代末90年代初基于混凝土結構耐久性設計提出的新概念的混凝土
◆ 其最大特點是：
● 高耐久性(使用壽命達100年)
● 高體積穩定性
● 足夠的力學性能
● 良好工作性
● 用HPC來替代傳統的混凝土結構和建造
在嚴酷環境中的特殊結構
● 具有明顯的經濟效益和社會效益
● 今后混凝土技術發展方向
◆ 中國工程院院士吳中偉教授認為：高性能混凝土是一種新型高技術混凝土
● 它以耐久性作為設計的主要指標
● 針對不同用途要求，有重點地保證：
▲ 耐久性 ▲ 工作性 ▲ 體積穩定性 ▲ 強度 ▲ 適用性 ▲ 經濟性
● 配制上的特點：▲ 低水膠比 ▲ 選用優質原材料 ▲ 摻加足夠數量的礦物細摻料和高效外加劑
● 他還建議：HPC的強度下限從C50~C60降低到C30左右，以不損及混凝土內部結構為度，以保證其耐久性 與體積穩定性
2、高性能混凝土的應用試驗
★ 根據廣州西塔與廣州新電視塔以及《客運專線高性能混凝土暫行技術條件》，結合工程需要，進行工程應用試驗。
2.1 C50 HPC預制梁應用試驗
表1 C50 HPC配合比設計材料表
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表2 C50 HPC主要性能指標
C50-2配合比滿足設計與施工要求。
2.2 摻KJ-JS低水泥用量配制C80～C90HPC試驗
表3
● 試驗結果表明用300kg水泥與50%的摻合料仍可配制C80～C90HPC ，28d達108~110MPa
2.3 摻KJ-JS新拌HPC工作性的應用試驗
表4 不同工程設計與施工要求HPC工作性試驗
● 坍落度與擴展度可保持60~230分鐘幾乎不損失，表明可滿足工程要求。
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2.4 KJ-JS配制C50～C100HPC試驗
● 為用KJ-JS與常規材料配制高強與超高強高性能混凝土的情況進行應用試驗。
● 粵秀P·II 42.5R水泥；II級粉煤灰；S95礦渣粉；挪威硅灰；II區的中砂；5～25mm的碎石，其中的C100采用5～20mm的碎石，較圓滑。
表5 KJ-JS配制C50～C100HPC的試驗
● 摻20~35%摻合料與KJ-JS可配制出合格的C50~C100HPC，28d達65MPa~118MPa
3、主要工程應用實例
★ 聚羧酸高性能減水劑廣泛應用于：
● 432m高的廣州西塔與610m高的廣州新電視塔
● 武廣客運專線Ⅰ標、Ⅴ標
● 新廣州站及相關工程區間站前工程ZQ-Ⅱ標段
● 溫福鐵路白馬河特大橋
● 廣深港客運專線
● 廣珠輕軌
● 預拌HPC等
150多萬m3C25~C100的高性能混凝土中的應用，部分替代國際產品取得了顯著技術效果、經濟與社會效益。特別是:
3.1 在432m的廣州西塔C60~C100超高層泵送與超高性能混凝土的應用
★工程概況
●廣州珠江新城西塔，在廣州新城市的中軸線上
●廣州標志性建筑，為國內在建第二高樓
●將成為全球地標性建筑之一
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廣州西塔（432 米）
★建筑概況
●高432m，地下4層，地上103層
●直升機坪高度437.35 m
●建筑面積45萬m2
●從主塔樓現澆異型柱到直形墻等采用C70～C100HPC需約4.5萬m3 ，C60以上共7萬多m3。 ●由廣州粵秀與廣東粵群混凝土有限公司負責。
★主塔樓結構概況
●主塔樓為綱筋混凝土核心筒和綱管結構外框組成的筒中筒結構。
●混凝土核心筒結構變化比較復雜。
●由中建總公司——廣州市建筑集團有限公司聯合體廣州珠江新城西塔工程總包項目部負責
工程總包項目葉浩文總經理介紹： 超高強高性能混凝土超高泵送是本工程的 主要難點之一。
●本工程超高強高性能混凝土主要使用在兩個部位：主塔樓核心筒墻體結構，主要采用C80~C50高性能混凝土，應用情況如圖右。
●二是主塔樓外框筒鋼柱混凝土，主要采用C90～C60 高性能混凝土，主要應用情況如圖左。
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廣州西塔（432 m）
C60-C100HPC
●主塔樓C60及以上的高強高性能混凝土約7萬m3
●其中C80混凝土最高需泵送至410m
● C90最高需泵送至167m
●高性能混凝土如此大批量的現場應用；如此高的泵送高度，國內尚無首例，在世界上均屬罕見
●超高強度高性混凝土配合比的研制及超高泵送是本工程混凝土工程順利實施的最大難點
★超高性能混凝土超高泵送施工技術仍為世界性的施工難題
● 現全力進行C70~C100混凝土基準配合比試驗與應用，在確 保強度的前提下對配合比優化，盡量滿足可泵性要求。
● 截止目前廣州西塔C70~C90（C100）HPC已使用了約3萬m3，西塔主塔樓已經達到300m
●攻關小組已經成功對C70~C90的混凝土配合比進行優化，解決了混凝土超高性能與可泵性的矛盾，現場應用情況良好，強度等級均勻，塌落度及擴展度泵送后損失很小，完全可以滿足現場施工需要，“如此大批量超高性能混凝土的應用在國內尚屬首次” 。
★工程所用的混凝土要求
●流動性好
●坍落度要求在240+20mm
●擴展度要求在600mm以上
●且坍落度損失小，泵送性好等要求
★在實際施工過程中
在實際施工過程中，C70～C100HPC，實際施工用料為：
●金羊P.O42.5R
● S95礦粉
●挪威埃肯硅灰
●用膠凝材料560(水泥410)～635(水泥430)kg/m3
● KJ-JS1.9%～2.7%
●水膠比為0.27～0.22
●砂率為44%～42%
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◆在實際施工使用過程中
★粵秀攪拌站
●C80的共抽樣25組，28天強度平均值達到了94.4MPa（達到了設計標號的118%）
● C70共抽樣20組 ，28天強度平均值達到了84MPa（達到了設計標號的120%）
C60-C100HPC/已應用超3萬立方,高度近300米（66層）
如此大批量的現場應用, 在國內尚屬首次
3.2廣州新電視塔
●總高610m ，天線156m。
● C45~C80HPC部分高454m，由粵群混凝土公司供應。
●自2007年底改用柯杰公司的KJ-JS聚羧酸系高性能減水劑至今
●在C70~C45HPC中使用，已完成垂直泵送至423m的高度
●由上海建工和廣州市建筑集團施工
廣州新電視塔(總高610米)
C45-C80HPC,高度454米
●在實際施工使用過程中，均能滿足坍落度達到240+20mm，擴展度要求在600mm以上的施工要求
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廣州新電視塔C45-C70HPC強度統計表
3.3 KJ-JS在武廣客運專線新廣州站C50高性能混凝土的應用
亞洲最大的火車站 －新廣州火車站
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中國航空港
4、結束語
4.1 C50～C100 HPC工程應用試驗結果表明：選用質量優良的常規材料，用300kg/m3水泥（粵秀P·II 42.5R，下同）與50%左右的摻合料可配制C80～C90 HPC，28d強度達102～110MPa；370kg/m3水泥與37%摻合料配制C90 HPC，坍落度與擴展度保持達4個小時，28d強度達104MPa；370～400kg/m3水泥與35～37%的摻合料配制C100 HPC，28d強度達115MPa以上。
4.2 在432m高的廣州西塔取得了顯著的技術效果、經濟與社會效益，可大量推廣使用。
C70~C100HPC工程應用表明：用560（水泥410）~635（水泥430）kg/m3材料可配制出28d平均強度達84~112.7MPa能滿足工程要求的高性能混凝土。用量已超過3萬m3，主樓已達到300m以上，在國內省屬首次。
4.3 HPC在客運專線大量應用，可大量摻用礦物摻合料，節省資源和能源。
編輯：
監督：0571-85871667
投稿：news@ccement.com
