朱效荣  1970出生,教授、研究员级高级工程师,北京城建集团高级顾问,冀东发展集团首席科学家。
       精品工程
 
 
中国国家大剧院
 

1. 工程概况

   国家大剧院工程位于北京市西城区兵部洼胡同34号,人民大会堂西侧,临近天安门广场、人民大会堂、中南海、长安街等重要建筑物与重要区域,为全额国家财政拨款的国家重点工程,由法国AEROPOROTS  DE  PARIS设计公司设计。工程总占地面积11.89公顷,建筑面积19.45万m2,建筑总高46.25m。主体结构从-7.08m起共有86根钢管柱,截面尺寸分别为Ф500mm、Ф400mm,其中部分钢管柱芯采用C100混凝土,对混凝土各项指标要求较高。

2. C100高性能混凝土的试生产

2.1 C100高性能混凝土的试生产的要求

(1)原材料的计量必须由专人负责,并记录计量结果。计量精度允许偏差如下:水泥±1%;掺合料±1%;砂石±2%;外加剂±0.5%;水±1%。

(2)必须先进行物料的均化。

(3)生产过程有专人负责,抽检不合格及时通知相关部门有关领导进行处理。

2. 2 原材料的选用

(1)水泥:P.O42.5级;

(2)石子:粒径为(5~25)mm三河碎石;

(3)砂:选用中粗砂,模数2.6,含泥量0.2%,泥块含量为0,属于B类低碱活性集料;

(4)外加剂: W2;

(5)复合掺和料:自配制复合料;

(6)水:符合国家标准的饮用水。

2. 3 配合比

    采用试验室理论配合比进行试拌,根据原材料含水率确定施工配合比。

3. C100高性能混凝土性能

3.1 拌合物性能

对所配制的C100高性能混凝土拌合物坍落度及其损失值、凝结时间、含气量等进行检测,结果见表23。

表23  C100高性能混凝土拌合物性能应用试验数据

混凝土

强度等级

坍落度(mm)

扩展度

mm

含气量(%)

排空时间(s)

0

1h

4h

5h

C100

250

245

240

220

620

1.0

13

3.2 力学性能

C100混凝土运输到施工现场后,我们同时留置了3d、7d、28d、60d、边长150mm立方体试件,送法定检测机构进行抗压强度检测。根据检测报告提供的28d抗压强度数据进行统计分析评定,C100高性能混凝土结果如表24所示。

  表24   C100混凝土强度评定

组数

抗压强度均值

均方差

验收函数A

验收界限B

结果

μfcu

Sfcu

μfcu1 Sfcu

[0.90×fcu,k]

A>B

21

117.9

6.75

106.8

90

fcu,min

[0.85×fcu,k]

A>B

107.3

85

结论

强度合格

 

4. 工程应用情况

   自2002年9月9日至11月16日,我公司进行了C100高性能混凝土在国家大剧院工程中的实际应用。由于工程项目的特殊性和施工现场和周边环境的限制,C100高性能混凝土与普通混凝土相比,无论是在强度方面还是在运输和施工中都有一定的难度。根据具体情况,试验人员合理选用原材和外加剂,使得混凝土初始坍落度为220mm~240mm,扩展度550mm~650mm,经过4小时,当预拌C100高性能混凝土由搅拌运输车运输到达施工现场时,坍落度保留值仍为220mm~240mm,工作性能优异,和易性好,易于振捣,混凝土泵送正常,不离析,不泌水,粘聚性好。负责现场施工的监理和甲方技术人员非常满意。我公司与施工单位在现场依据规范要求共同取样留置试件,分别编号,养护至规定龄期分别送检,共留置28天试件21组,强度平均值117.9MPa,最高值129.8MPa,标准差6.75MPa,根据GB107-87评定为合格。

5. 经济效益和社会效益分析

5.1经济效益

C100高性能混凝土,采用P.O42.5普通硅酸盐水泥、洁净的中砂和质地坚硬、级配良好的碎石,主要技术是依靠特制的高效减水剂和优质掺合料,不采用特殊的原材料,也不改变常规施工工艺,其成本价格与市售商品混凝土价格相当, C100混凝土代替C40混凝土,自重可减轻40%,降低造价16%;C100代替C35混凝土,如重量不变,可节省钢材40%,降低造价14%,因此经济效益明显。

5.2社会效益

C100高性能混凝土生产技术,采用传统工艺生产高性能混凝土,有利于预拌混凝土的施工和现场质量控制。特别是在配制高强超高强混凝土时,采用C100高性能混凝土,无需任何特殊设备即可制得110MPa~130MPa的超高强混凝土。而且C100高性能混凝土刚度大、变形小、耐久性好,可承受恶劣环境的侵蚀,延长结构使用寿命,特别适合于大跨度的铁路、公路桥梁以及高层建筑的梁柱等。它不但可以节约大量混凝土,而且还可以增加使用空间10%左右,具有明显的社会经济效益,因此推广和应用C100高性能混凝土是混凝土可持续发展的一条途径。

6. 结论

C100高性能混凝土在国家大剧院工程中的成功应用,表明C100高性能混凝土生产技术成熟,经济效益和社会效益显著,有重要的推广应用价值。

 

 
 

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