关于超高层项目高标号混凝土质量控制调研分析

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【摘要】 高标号混凝土质量不稳定，施工控制较困难，监管难度大，一旦出现质量事故，后果较严重，而且处理较困难。

【关键字】现象；分析；处理；成果；教训

一、高标号混凝土质量问题调研

调研项目背景

济南绿地中心项目由一栋总高度300m 的超高层塔楼及7 栋裙房组成，总建筑面积19.7万平方米，主塔楼地上60层、地下3 层。

项目业态为商业、办公、会所。

结构简介

塔楼混凝土结构高度249.7米，采用框架＼核心筒体系。外框架竖向结构为18根直径1.3米至0.9米的钢管混凝土柱， 核心筒剪力墙厚度分别为300、400、500、600、700、800、950、1000。

37层以下竖向结构混凝土强度为C60，37层及以上楼层竖向结构混凝土强度为C50。

首层剪力墙层高5.95米，混凝土强度为C60，墙体厚度有1000mm、600mm、500mm、400mm，其中裂纹出现较多的1000mm厚剪力墙，钢筋保护层厚度为15mm。

首层核心筒剪力墙采用15mm厚木夹板作为墙体模板，对拉螺栓间距450mm。剪力墙采用4台汽车泵同时浇筑。

浇筑时间是11月15日晚8点至11月16日晚8点，共计24小时。墙体拆模时间为11月21日，而11月15日至11月21日，济南平均气温为8度至10度左右。

11月21日模板拆除后，

现 象 一

剪力墙表面陆续出现肉眼可见的细微裂纹。

1.1.处理过程：

1） 凿开检查：裂缝最大宽度0.1毫米，最大深度0.3毫米 ，初步判定为无害裂缝。

2）邀请山东省和上海市有关设计、施工等方面专家实地踏勘及理论分析，召开专题会议，分析裂缝成因及其危害。

3）产生裂缝的原因：

a. 济南气候干燥，拆模后混凝土表面受到日晒、风吹，水分蒸发过快，出现干缩裂缝 。

b. C60砼配比中水泥掺量较大，产生大量水化热，1米厚剪力墙墙体内部与表面温差较大，产生温度裂缝。

C.C60试验室配合比 水泥：矿粉：粉煤灰：中砂：石子：水：外加剂=440：45：60：638：1086：131：27.3

1.2 处理结果：

采取专家意见；通过采取延迟拆模、涂刷养护液、降低水泥掺量，加强养护等措施，首层剪力墙表面裂纹没有进一步扩大，二层及三层核心筒剪力墙出现表面裂纹的面积很少，并且只出现少许肉眼不容易分辨的微裂纹，从而达到控制剪力墙裂纹的目的。

现象二

2012年2月24日，

1号裙房首层框架柱C60混凝土拆模后，发现6根柱表面出现明显的云纹状，柱顶及柱子表面混凝土有细密的蜂窝状孔洞。

2.1 处理过程

第一阶段：发现此问题后，立即采取以下措施：

1）暂停塔楼C60混凝土浇捣，避免扩大损失。

2）组织搅拌站技术人员到现场核实原因，初步判定为外加剂原因，将外加剂样品送上海检测。

3）安排搅拌站调整配合比，马上做一次试验。

4）对已浇筑混凝土试块进行3天抗压强度检测。

第二阶段：小试、中试

1） 搅拌站第一次试验不成功，组织专家组来处理；

2） 专家组到工地实地勘察，提出指导意见；

3）经过各方面专家分析讨论，认为主要的原因是外加剂的掺合比例及搅拌不均匀造成，并对后续工作做了安排；

4）邀请实验室主任到搅拌站，从配合比试验开始做，通过5组实验，确定了配合比，将外加剂比例由5%降低至3.6%。

5）做中试，在施工现场浇捣模拟柱。

6） 小试混凝土试块三天强度合格，模拟柱拆模后外观情况良好。

第三阶段：恢复生产

1）浇捣裙房C60框架柱，第二天拆模后表观质量良好。

2）以上测试通过后，恢复塔楼核心筒混凝土浇捣。

2.3 处理结果

1）鉴于济南当地混凝土拌站C60经验缺乏，每次浇捣C60混凝土前，邀请公司的专业人员到混凝土拌站监督制作过程。

2）此后C60混凝土质量基本可控。

二、经验教训

C60混凝土质量不稳定，对主楼的正常推进造成了不利影响，经验教训如下：

2.1 对C60混凝土在济南地区制作难度认识不足，重视度不够。

在工程开始时，我们认为：C60混凝土在全国范围内有大量的工程实例；在市场调查中，济南地区在体育馆等工程中使用过C60；总包单位技术领导事前到济南指导、选定混凝土配合比；对混凝土拌站也作了相应考察。当时仅做了基本的管理流程。 但实践证明，济南当地混凝土拌站缺少高标号混凝土的理论知识及制作经验， 不能保证高标号混凝土的稳定供应。

2.2 技术欠发达地区搅拌站的特点

技术欠发达地区制作高标号混凝土的经验缺乏，为了保证混凝土强度，往往加大水泥用量、外加剂用量。搅拌站增加了成本，结果却常常过犹不及，产生新的问题（水泥、外加剂用量偏大产生的问题）。

2.3 对外加剂的质量、使用应充分重视

外加剂的产品选择经过工程实例检验的产品； 外加剂的掺加比例过大，达到5%，在混凝土搅拌不均匀的情况下，局部外加剂过多，会造成细密蜂窝状空洞（调整后，外加剂比例为3.6%）；

在外加剂储存罐中，曾经发现有沉淀现象，这样会造成外加剂的浓度不同，影响混凝土性能（采用储存罐内搅拌等措施保证外加剂的浓度保持一致）

2.4 经过大量试验，目前使用的最佳C60混凝土配合比：

水泥：矿粉：粉煤灰：中砂：石子：水：外加剂

=400：80：80：720：850：145：19.6

三、超高层项目混凝土质量控制要点：

3.1 配合比控制

1）小试：使用搅拌站实际使用的原材料及计算配合比进行多组试配，根据工作性指标及试块的强度报告，选定设计配合比。

2）中试：组织生产，并浇捣模拟柱，根据实施情况进行调整，确定生产配合比。

3）在常温、冬季施工转换、原材料有明显改变时，重复上述步骤。

3.2 原材料管控

4） 水泥：选用当地知名品牌，并有相应的检测报告。

5） 外加剂：采用成熟的外加剂品牌，到厂家考察其技术能力、管理能力、生产能力。不同类型外加剂混用时，应检验相容性。

6）砂：级配符合要求，含泥量不大于2.0%。

7）石子：压碎指标满足要求（强度指标），粒径符合要求，含泥量不大于0.5%

8）矿物掺合料：检测报告符合相应技术要求。

9）水：PH值、化学物质含量符合规范规定。

3.3 混凝土拌站管控

10） 检查拌站是否有高强度混凝土专用的黄砂、石子堆场，堆场是否硬化；

11）是否有高强度混凝土专用的外加剂储存罐，外加剂是否有沉淀等情况。（不采用专用储存罐的弊端）

12）检查水泥筒仓是否符合要求。

13）测试黄砂、石子含泥量、含水率，相应调整生产配合比；

14）生产设备是否运行正常，包括计量设备、电机电流情况、混凝土的搅拌时间。

3.4 施工控制

15）检查性能（坍落度、扩展度、外观质量），振捣到位，严禁加水（敏感性）

16）采用洒水、涂养护液、覆盖等措施加强养护。

3.5 管理措施

17）加强思想上的重视程度，管理工作要细化。一线城市技术成熟≠二三线城市成熟，成功过≠质量稳定。

18）专业的人做专业的事情，高标号混凝土的专业性较强，需要请有成熟经验的专家进行把关。

19）重视对混凝土拌站经验、技术、设备的考察。

20）执行严格的全过程质量控制流程。

3.6 超高层建筑混凝土的特点及对策

超高层建筑混凝土的特点：

1）强度高：竖向构件一般不低于C60，可达到C100（广州西塔等）

2）工作性指标要求高：自密实混凝土、泵送高度。

3）各地差异性大：几乎所有的材料（水泥、砂石、 外加剂等）、人员（技术人员、管理人员、操作人 员）均来自项目所在地。（科研与实战的区别）

对策：

1）实施高标号混凝土管理流程中的20项措施。

2）充分借助BIM应用，及时发现可能出现的问题，充分做好预案。

3）聘请有丰富经验的混凝土专家组做顾问，进行质量把关。