如何提高建筑材料的综合性能

第十四届混凝土及预应力混凝土学术会议

汇报

大会主题发展绿色技术建设节约结构主要内容提高材料的综合性能提高设计水平大力重视混凝土结构的耐久性已有结构的利用和改造提高施工水平再生利用废料一、提高结构材料的强度和综合性能1主要问题年消耗量巨大水泥2004年8.62亿吨2005年9.7亿吨2006年13亿吨2007年15亿吨占全世界40%混凝土约20亿立米钢筋用量大于8000万吨占全球30%资源消耗，能源消耗，环境破坏2高性能混凝土的应用绿色高性能混凝土的特征最早提出绿色高性能混凝土（GHPC）概念的是吴中伟教授⑴节约资源、能源，实现可持续发展。⑵有利于环境保护，减少CO2、粉尘的排放，减轻大气温室效应。⑶混凝土耐久性能优越，提高建筑物的使用年限，减少直接或间接的维护费用。⑷组成混凝土的原材料放射性核素比活度满足要求，游离甲醛、释放氨含量应尽可能的低，满足对公共及民用建筑舒适、健康、安全的需要。⑸减少烧结熟料用量，大量利用粉煤灰、粒化高炉矿渣粉等工业废料。

3高强钢筋的应用高强高性能混凝土定义：高强高性能混凝土指采用常规施工手段，强度等级在C50以上（公路桥梁）或C60以上（建筑等工程），具有高耐久性、高体积稳定性和高工作性的混凝土。强度等级定在C50或C60是目前的桥梁设计规范和建筑设计规范所确定的等级。目前比较一致的看法是定位在60MPa左右。高耐久性和高体积稳定性要针对具体的工程特点和环境特点，由设计提出具体的耐久性指标。高工作性要针对工程特点，结合施工条件，在设计阶段就要提出要求。我国高强高性能混凝土主要研究项目“七五”重点项目“高强混凝土结构性能、设计方法及施工工艺的研究”；“八五”重点项目“高强与高性能混凝土材料的结构与力学性态研究”；国家“九五”攻关项目“高性能混凝土的综合研究和应用”；国家“十五”科技攻关项目“新型高性能混凝土及混凝土耐久性的研究与应用”；国家“863”计划项目“高性能混凝土应用技术的研究与开发”；“十五”科技部项目“绿色高性能混凝土关键技术研究”；国家“十一五”重点项目“高强高性能混凝土应用技术研究”。此外，还有大量的针对工程的科研项目。深圳金润大厦1、在国内第一次用C80级混凝土直接作梁、板结构；2、国内第一次不用硅灰，仅用粉煤灰作为掺合料生产供工程使用的C80级高强混凝土；3、所配制的C80能混凝土在工程中使用时无粘稠感，泵压正常、流动性好、施工方便。4、C80级高强混凝土剪力墙做到基本无裂纹。5、混凝土具有近20Mpa的强度富余，实际已经达到了C90或C95的效果，证明这种混凝土的潜力还很大，经受得了现场一般条件变异的影响。6、C80级混凝土的合同报价仅650元/M3为全国最低。深圳会展中心1、单体建筑工程混凝土供应量第一，整个工程共用混凝土42万立方米；2、单个构件混凝土体积第一；三个基础（每个基础长540mm，宽30m，最大厚度为10m），鱼腹式预应力大梁的高度和长度，也为同类结构的本市之最。3、单日混凝土供应量创深圳第一。4、在深圳市第一次建成搅拌过程中加冰屑的生产线沈阳福林大厦建筑面积80000m2地下2层地上32层1~6层设计为C90钢管混凝土叠合柱现场试件28天抗压强度平均值116MPa验收评定达到C100建筑面积24000m2地下2层地上27层负2层至地上5层设计为C100级钢管混凝土叠合柱混凝土强度最大值124.2MPa评定结果已达到C110级沈阳远吉大厦（正施工）坝陵河大桥采用双塔单跨钢桁架悬索桥方案。索塔为两道横梁门式混凝土塔。目前坝陵河大桥为国内最大跨径的钢桁架悬索桥。贵州坝陵河大桥标高100m以上结构采用C50泵送混凝土。混凝土拌和物性能要求：能够满足泵送200米以上的要求。贵州天然河砂缺乏，目前配制混凝土常常使用机制砂。机制砂用于混凝土，具有特殊性。与河砂配制的混凝土进行收缩对比试验，达到或接近河砂混凝土变形性能。耐久性基本要求：最大氯离子含量0.06%，最大碱含量控制在1.8kg/m3。贵州坝陵河大桥二、提高设计水平发展预应力混凝土结构空心结构预制构件和叠合构件钢－混组合结构56根格构柱和857根曲线环梁预制拼装实腹柱重量大，吊装困难，采用格构式方案，重量降为实腹柱的58.2%，便于施工绵阳孵化中心央视电视文化中心央视新址电视文化中心工程位于北京东三环中路30号，地处CBD核心地区。工程（TVCC）建筑面积103648m2，由酒店主楼和裙房组成。地下2层，裙楼5层，主楼34层，建筑檐高159米。结构共涉及型钢混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢结构、网架结构四种结构类型。采用(C60)自密实混凝土替代普通混凝土预应力平面张弦结构预应力双向张弦结构奥运乒乓球馆92.4m跨度平面双弦结构奥体中心训练馆43m跨平面双弦结构国家体育馆114m×144.5m跨度双向张弦结构，目前是世界上跨度最大的。其两方向跨度比1.27，短向高跨比0.092，长向高跨比0.073三、重视混凝土结构的耐久性结构耐久性的重要性提倡全成本核算耐久性设计加强使用维护和管理在马来西亚槟城二桥工程上的应用研究1、工程简介马来西亚槟城第二跨海大桥是中马两国政府间合作的EPC项目，建设规模巨大。投资约100亿元人民币。主桥采用预应力混凝土连续刚构方案。采用单箱单室分幅断面，箱梁采用直腹板。采用预应力混凝土。主墩采用矩形双薄壁墩，采用C55混凝土；基础为整体式矩形承台，采用C40混凝土。本工程设计严格执行英国设计标准体系。本工程由中国港湾工程有限公司总承包，中交公路规划设计院设计，中国建筑科学研究院负责结构耐久性专题论证。槟城二桥结构耐久性设计内容分析结构的设计使用年限、环境类别及其作用等级；选用有利于减轻环境作用的结构类型、布置和构造；确定混凝土材料与钢筋的耐久性质量要求；根据耐久性要求确定混凝土保护层厚度；混凝土裂缝控制要求；提出防水、排水等构造措施；严酷环境作用下合理采取防腐蚀附加措施或多重防护策略；提出耐久性需要的施工养护与质量验收要求；提出结构使用阶段的维护与检测要求。最低水胶比和最小胶凝材料用量结构混凝土所处的环境条件结构部位强度等级最大水胶比最小胶凝材料用量（kg/m3）大气区箱梁等上部结构C550.35380浪溅区承台、桥墩承台 C40墩身 C55主桥墩身 C40引桥支座垫石C400.35420水位变动区承台、桥墩0.35420水下区桩基础、承台0.38360硬化混凝土耐久性指标部位强度等级氯离子扩散系数10-12电通量（C）备注钢桩填芯C353.01500水下区承台C402.51200浪溅区墩身C551.51000浪溅区、现浇墩身C401.51000浪溅区、现浇支座垫石C401.51000大气区箱梁C551.51000大气区混凝土名义保护层厚度部位强度等级保护层厚度钻孔桩C4075PHC桩C8060承台C4075（底面）、65墩身C40、C5565桥台C4075（底面）、65箱梁C5540（底面）、35防撞护栏C4050其它耐久性措施外防护措施－根据不同部位，分别采用硅烷浸渍、环氧涂层、喷涂有机成膜养护剂裂缝控制防水和排水要求可检修性和可维护性设计监测措施四、已有结构的利用和改造对超期服役结构的利用对已有结构的改造对损伤结构的加固行业转型的趋势（HPF－高性能复合砂浆钢筋网、钢胶线网、FRP－纤维增强符合材料、CFRP－碳纤维、BFRP－玄武岩纤维、GFRP－玻璃纤维等）晓峰桥实景晓峰桥加固前梁腹裂缝分布香港VSL公司预应力CFRP固定端锚具

加固材料是带FRP锚头的CFRP板CarboDurS624由Sika公司生产，长18.486m。预应力设备