高层建筑施工课件第12章高层建筑混凝土施工技术.pptx

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1、第12章 高层建筑混凝土施工技术,1. 超高层混凝土工程施工特点,3,1.1 工程特点,（1）混凝土应用高度不断突破（2）混凝土设计强度不断增加 （3）对混凝土施工技术的要求越来越高,4,1.2 施工特点,（1）材料要求性能高良好的力学性能 强度和弹性模量（满足承载） 体积稳定性（耐久性）良好的工作性能 流动性、黏聚性和保水性实现多种性能统一,5,1.2 施工特点,（2）施工设备要求高泵送出口压力2.94MPa (70年代） 35MPa（目前）混凝土泵排量60-80m3/h 80-120m3/h,（3）施工技术要求高 混凝土材料和泵送设备、泵送工艺、管路系统设计、施工组织,2.混凝土的可泵性评

2、价方法,2.1 泵送混凝土,（1）泵送混凝土 是以混凝土泵为动力，通过管道将搅拌好的混凝土拌和料输送到建筑物模板中去的混凝土。泵送混凝土须满足： 1）强度和耐久性等要求； 2）满足泵送工艺要求，即要求混凝土有较好的可泵性：混凝土在泵送过程中具有良好的流动性、阻力小、不离析、不易泌水、不堵塞管道等性质。,（）混凝土与管壁的摩擦阻力要小，泵送压力合适如摩擦阻力大，输送的距离和单位时间内输送量受到限制；混凝土承受的压力加大，混凝土质量会发生改变。（）泵送过程中不得有离析现象如出现离析，粗骨料在砂浆中则处于非悬浮状态，骨料相互接触，摩擦阻力增大，超过泵送压力时，将引起堵管。（）在泵送过程中混凝土质量不

3、得发生明显变化,2.2泵送基本要求,泵送失败的两个主要原因是摩擦阻力大和离析。,混凝土的可泵性主要表现为流动性和内聚性两个方面。流动性是它能够泵送的主要性能，所以泵送混凝土的塌落度应比较大。内聚性是抵抗分层离析的能力，使混凝土拌合料从搅拌、运输到泵送整个过程能够使石子保持均匀分散的状态，以保证混凝土拌和料在混凝土泵的压送过程中顺利进行。,2.3 影响混凝土可泵性的原材料因素,水泥 混凝土拌和物中石子本身并无流动性，它必须均匀分散在水泥浆体中通过水泥浆体带动一起向前移动，水泥浆填充骨料颗粒间的空隙并包裹着骨料，在骨料表面形成浆体层，浆体层的厚度越大（前提是浆体与骨料不易分离），则骨料移动的阻力就

4、会越小，同时，浆体量大，骨料相对减少，混凝土流动性增大，在泵送管道内壁形成的薄浆层可起到润滑层的作用，使泵送阻力降低，便于泵送。,水泥浆体的含量对混凝土泵送特别重要，国内外对泵送混凝土的最小水泥用量都有明确的规定，其规定的实质应是保证拌和物中的最低浆体含量，即保证填充骨料空隙、包裹骨料的浆体体积含量。水泥品种、细度、矿物组成与掺合料等对达到同样流动性的混凝土需水性、保持流动性的能力、泌水特性、稠度影响差异较大，是影响可泵性的主要因素。,水泥,骨料出于成本和混凝土性能的考虑，通常施工的混凝土一般都骨料含量最大而又能满足施工的混合料，泵送混凝土除了浆体以外，其余的就是骨料，骨料占的体积最大，其特性

5、对混合料的可泵性影响很大，包括级配、颗粒形状、表面状态、最大粒径、吸水性能等。级配好的骨料，其空隙率小，同样浆体量的前提下，可以获得更好的可泵性，但在富浆的混合料中，级配的影响显著减少；,外加剂由于泵送工艺的需要，为了满足适当的浆体含量和适宜的流动性，泵送混凝土用水量通常较大，而从混凝土性能考虑，则需要控制水胶比，需借助外加剂的功效来解决其中的矛盾：降低用水量、改善和易性、增大浆体的流动性。泵送工艺需要外加剂在混凝土中的功效体现在如下方面： 降低用水量、增大流动性、改善和易性；改善泌水性能；改善因水胶比降低而增加的混凝土粘度以降低拌和物摩擦阻力；延长凝结时间以适应施工操作时间，改善水化；改善浆

6、体流动性丧失的缺陷，降低坍落度损失。,水和掺合料水是混凝土拌和物各组成材料间的联络相，也是泵送压力传递的关键介质，主宰混凝土泵送的全过程，但水加的太多，浆体过分稀释不利于泵送而且对混凝土强度及耐久性不利。活性掺合料对改善混凝土的性能有意想不到的效果。 改善施工性能 提高混凝土的强度和密实性 提高混凝土的强度和耐久性,2.4可泵性评价方法,国内主要采用以下可泵性评价方法，对泵送混凝土适用性较强：（1）坍落度试验法经典的评价方法，虽然有缺陷，但表征混凝土的流动性简便易行、指标明确，是目前评价混凝土可泵性的最主要方法，主要缺陷在于受操作技术影响大，观察粘聚性、保水性受主观影响。采用坍落度方法测定可泵

7、性时，通常通过坍落度、扩展度和倒坍落度筒的流下时间来评价拌和物流动性、粘度性能。实验结果表明，倒坍落度筒的流下时间t在830s、扩展度D大于460mm、坍落度Sl在180220mm时，混凝土可泵性好、阻力小、容易泵送；当t大于30s、扩展度D小于460mm时，混凝土不易泵送。,对于黏性大的高强泵送混凝土，除了用塌落度实验来反映流动性之外，还需要用塌落度实验时的扩展度来评价混凝土的稠度。在一定程度上，扩展度越大，稠度越小，泵送混凝土的压力损失越小，就越有利于泵送。,混凝土入泵塌落度与泵送高度关系表,泵送混凝土坍落度测试,（2）压力泌水试验法混凝土拌和物在管道中于压力推动下进行输送，水是传递压力的

8、介质，如果在泵送过程中，由于压力大或管道弯曲、变径等出现“脱水现象”，水分通过骨料间空隙渗透，而使骨料聚结，引起堵塞。压力泌水试验法可以测定拌和料的保水性、反映阻止拌和水在压力下渗透流动的内阻力。压力泌水试验通过对拌和物施加3.0MPa 的压力，恒压下测得开始10s内的出水量V10和140s内的出水量V140。对于任何坍落度的拌和物，140s后的压力泌水都是很小的。容易脱水的混凝土在开始10s内的出水速度很快，V10大，因而V140-V10值小，可泵性不好，反之，则表明可泵性好。,2.4可泵性评价方法,混凝土的可泵性，用压力泌水试验结合施工经验进行控制,式中,混凝土拌合物在压力泌水仪中加压至1

9、0s时的相对泌水率（%）；,分别代表加压至10s和140s时的泌水率（ml）；,、,和 均取三次试验的平均值。,、,2.4可泵性评价方法,（2）压力泌水试验法,压力泌水率不宜超过40%，对于泵送混凝土，压力泌水有一最佳范围，超出此范围，泵压将明显增大、波动甚至造成阻泵。,泵送混凝土压力泌水试验,3.混凝土泵送施工,1）泵送混凝土的运输,（1）混凝土运输应采用混凝土运输车，并应采取措施保证连续供应。（2）为保证混凝土泵连续作业，则混凝土供应量要能满足不断泵送的要求，此时每台混凝土泵所需配备的混凝土搅拌运输车的台数可按式12.3计算： N 1 = Q 1 60 v V 1 （ 60 L 1 S 0

10、 + T 1 ）（12.3）式中 N 1 混凝土搅拌运输车台数； V 1 每台混凝土搅拌运输车的容量( m 3 )； L 1 混凝土搅拌运输车的往返距离(km)； S 0 混凝土搅拌运输车的平均行车速度(km/h)； T 1 每台混凝土搅拌运输车的总计停歇时间(min) v 搅拌运输车容量折减系数，可取0.90.95；,Q 1 每台混凝土泵的实际平均输出量( m 3 /h)，按式12.4计算； Q 1 = Q max 1 (12.4) Q max 每台混凝土泵的最大输送量， m 3 /h； 配管条件系数，取0.80.9；作业效率，根据混凝土搅拌运输车向混凝土泵供料的间断时间，拆除混凝土输送管和

11、供料停歇等情况，可取0.50.7；,泵送系统：拖泵+输送管+布料杆,12.4 混凝土泵选型与布置,25,12.4 混凝土泵选型与布置,（1）混凝土泵的选型,混凝土泵分为活塞式(亦称柱塞式)和挤压式两类。目前我国主要应用活塞式混凝土泵,它结构紧凑,传动平稳,又易于安装在汽车底盘上组成混凝土泵车。,三一重工HBT系列拖式泵,关于混凝土的超高泵送，目前，中联重科生产的HBT90.40.572RS泵机及三一重工生产的HBT90CH-2135D泵机都有多栋超高层建筑的施工实例，性能稳定。,不同型号的活塞式混凝土泵,其排量、水平运距和垂直运距也不同。混凝土泵或泵车的选型,应根据工程特点、输送高度和距离以及

12、混凝土工作性确定； 输送泵的数量应根据混凝土浇筑量和施工条件确定，必要时应设置备用泵；混凝土泵选型的主要技术参数为：泵的最大理论排量（m3/h)、泵的最大混凝土压力（Mpa）、混凝土的最大水平运距、最大垂直运距。,表 HBT90C输送泵性能一览表,在混凝土泵或泵车的产品技术性能表中,一般都列有单位时间内的最大输出量和最大泵送距离的数据。这些数据是在标准条件(即混凝土的坍落度为21cm,水泥用量为300kg/)下所能达到的,而且单位时间内的最大输出量和最大泵送距离不可能同时达到。,1）混凝土泵的实际平均输出量,2）泵的额定工作压力应大于按公式12.5 计算的混凝土最大泵送阻力 P max = P

13、 H L 10 6 + P f （12.5）式中 P max 混凝土最大泵送阻力（MPa）； L各类布置状态下混凝土输送管路系统的累积水平换算距离，可按表 12.5换算累加计算确定（m）； P H 混凝土在水平输送管内流动每米产生的压力损失（Pa/m）；可按下述公式计算： P H = 2 r K 1 + K 2 1+ t 2 t 1 V 2 2 (12.6),3）混凝土泵的最大水平输送距离混凝土泵和泵车的最大水平输送距离,取决于泵的类型、泵送压力、输送管径和混凝土性质。最大水平输送距离可按下列方法之一确定。(1)根据产品技术性能表上提供的数据或曲线。（2)由试验确定。由于试验需布置一定的设备,

14、该方法虽然可靠,但一般不采取。,(3)根据混凝土泵的最大出口压力、配管情况、混凝土性能和输出量,按下式进行计算 L max = P P P H 10 6 (12.7)式中 L max 混凝土泵的最大水平输送距离（m）； P 混凝土泵额定工作压力（Pa）； P 混凝土泵送系统附件及泵体内部压力损失（Pa/m）； P H 混凝土在水平输送管内流动每米产生的压力损失（Pa/m）；,3）混凝土泵台数混凝土泵台数的需求则按式(12.8)计算 N 2 = Q T 0 Q 1 (12.8)式中 N 2 混凝土泵台数（台）； Q 混凝土浇筑量（ m 3 ）； Q 1 每台混凝土泵的实际平均输出量（ m 3 /

15、h），见公式12.4； T 0 混凝土泵送施工作业时间（h）； 对于重要工程或整体性要求较高的工程，混凝土泵所需台数，除根据计算确定外，尚需有一定的备用台数。,2 混凝土泵布置,混凝土泵设置处，应场地平整坚实，道路畅通，供料方便；距离浇筑地点近，方便作业，易于配管；接近排水设施和安全可靠的供水、供电设备；与其它机械及人工施工作业的相互干扰小；在混凝土泵的作业范围内，不得有高压线等障碍物。,布置场地要求,1直接连接:输送管与混凝土泵 成一直线-泵送阻力较小,但混凝土输送泵受到的反作用力较大。 2U型连接:即180连接:泵的 出口通过两个90弯管与输 送管连接-泵送阻力较大,但混凝土输送泵所受的反

16、作用力较小。 3L型连接:泵的出口通过一个 90弯管与输送管连接,输送 管与混凝 土泵相垂直-泵送阻力 及泵机受到的反作用力介于上述两种情况之间,但混凝土输送泵会产生横向振动。,（3）输送管道布置,混凝土泵与输送管道的连接方式,超高压管道布管时，应适当使用弯管的数量，在底部应设有垂直高度1/4左右的水平管道，当泵送高度超过200m时，应考虑在高空布置水平管道，来抵消垂直管道内混凝土的自重产生的反压。输送管直径越小，输送阻力越大，但过大的输送管抗爆能力差，而且混凝土在管道内停留的时间长，影响混凝土的性能，最好选用直径为125mm的输送管。超高压管道的固定与安装 为了解决因泵送震动而引起的管道松动

17、问题，无论是地面水平管还是墙壁垂直管，均需使用特殊固定装置U码固定牢固。推荐泵管按楼层高度进行配管，离楼板上400600。,（3）输送管道布置,（3）输送管道布置,HBT90.40.572RS泵机,泵管墙上固定,泵管水平段固定,截止阀,法兰连接,弯头处的固定,转弯半径较大，减小压力损失,高压泵管与核心筒连接，核心筒剪力墙设预埋件，抱箍相连。,超高压液压截止阀,混凝土泵送施工中，有时需要对泵机进行保养或维修。为保证此时的保养或维修工作正常进行，需在混凝土泵出口端附近管路接入液压截止阀，如右图，用于阻止垂直泵管内混凝土回流。液压截止阀采用液压油缸驱动，控制阀操作；插板采用浮动密封环结构,密封性能好

18、，无压力泄漏。,用于管路的切换和清洗,（4）超高压水洗技术,特殊的管路更换装置,泵送至最高点时，主管道加上混凝土的重量超过55t！普茨迈斯特开发了专用起重设备；整个上部的管道由液压缸提升，下部的泵管就可以更换了。,迪拜塔,MX 28,west,south,east,MX 32,CPB1,CPB3,MX 28,CPB4,MX 28,CPB2,MX 28,(5)布料杆的布置,手动布料杆 适用于楼面混凝土布料，工业厂房混凝土布料，需用塔吊移动，价格低，与拖泵配合使用。,(5)布料杆的布置,为了提高楼面混凝土的浇筑速度，减轻工人劳动强度，可采用混凝土布料杆浇筑混凝土。,混凝土布料杆,混凝土布料杆,独立压重式,独立预埋螺栓式,固定式布料杆适用高层建筑，可爬升,高层建筑施工楼层上布置的混凝土布料机,