高性能混凝土（HPC）在北京奧林匹克公園地下商業(yè)工程的應(yīng)用/

　　吳中偉院士曾經(jīng)提出：高性能混凝土是一種新型的高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代技術(shù)制作的混凝土，它具有強(qiáng)度高、耐久性好、原料來源廣、制作工藝簡單、成本較底、適用于各種自然環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，針對不同用途要求，高性能混凝土對下列性能有重點(diǎn)地予以保證：耐久性、工作性、力學(xué)性、適用性、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)合理性，是各工程領(lǐng)域混凝土材料的最新發(fā)展方向。

　　北京奧林匹克公園地下商業(yè)工程南側(cè)為奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場--“鳥巢”，西南側(cè)為國家游泳館--“水立方”，西側(cè)隔奧林匹克景觀大道與奧運(yùn)會(huì)國際新聞廣播中心相望；東側(cè)為地下通道，地下商業(yè)頂板上部為奧林匹克景觀水系--奧運(yùn)湖，地下商業(yè)是鑲嵌在奧林匹克公園中一棵璀璨的明珠。

　　地下商業(yè)工程總建筑面積173000平方米，南北長405米，東西長207米，主體結(jié)構(gòu)為鋼筋砼框架—抗震墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為梁式筏板基礎(chǔ)，地下兩層，局部夾層，外墻為抗?jié)B砼C40S12，內(nèi)墻和獨(dú)立柱C50，框架梁、板

　　C35，地下一層頂板上部為景觀水系，頂板砼要求為抗壓、阻銹、抗?jié)B、抗凍、膨脹的高性能砼。

　　高性能砼的配制技術(shù)要求

　　高性能混凝土的配制除選用優(yōu)質(zhì)水泥、集料、水外，還須摻加足量的摻合料與高性能外加劑，即“雙摻法”。

　　雙摻法基本原理：摻入高性能外加劑能夠大幅度降低水膠比、用水量及水泥用量，改善混凝土的流動(dòng)性、和易性、技術(shù)性以及阻止鋼筋銹蝕；而摻入摻合料則能降低水泥用量、降低水化熱和混凝土堿含量，提高混凝土密實(shí)性和體積穩(wěn)定性，從而達(dá)到提高混凝土耐久性的目的。

　　采用常規(guī)生產(chǎn)工藝，利用碎石、碎卵石、天然砂和普通P.O42.5水泥，選用高性能的外加劑與一級粉煤灰配制高性能泵送混凝土，其性能指標(biāo)如下：

　　配制強(qiáng)度：fcu,28≥42Mpa，依據(jù)JGJ55-2000《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》及北京市地方性標(biāo)準(zhǔn)《混凝土礦物摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》；坍落度：180±20毫米，60分鐘坍落度經(jīng)時(shí)損失不大于30毫米；擴(kuò)展度：D≥500毫米；摻合料摻量符合《混凝土礦物摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》；砼外加劑選用西卡阻銹劑

　　901、UEA膨脹劑、泵送劑CON-10優(yōu)質(zhì)的外加劑；C35混凝土初凝時(shí)間6-8小時(shí)，終凝時(shí)間與初凝時(shí)間盡量縮短。

　　高性能混凝土具有優(yōu)異的工作性：流動(dòng)性大，粘聚性好，不離析、不泌水，能滿足汽車泵送要求。

　　高性能砼的原材料選擇及配合比確定

　　高性能砼所用的原材料，除傳統(tǒng)砼所用的水泥、砂、石和水外，還有化學(xué)外加劑（亦稱為砼的第五組分）和礦物外加劑（亦稱為砼的第六組分）。使用新型的高效減水劑和磨細(xì)礦物外加劑（或稱礦物摻合料）是使砼達(dá)到高性能的主要技術(shù)措施。前者能降低砼的水膠比，增大坍落度和控制坍落度損失，賦予砼高致密性和良好的工作性；后者能填充膠凝材料的孔隙，參與膠凝材料的水化，除提高砼的致密性外，還能改善砼的界面結(jié)構(gòu)，提高砼的耐久性和強(qiáng)度。

　　原材料的選擇

　　選用水泥的主導(dǎo)思想是：根據(jù)高性能砼的特點(diǎn)，選用水泥應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，同時(shí)具有良好的流變性，并與目前廣泛應(yīng)用的高效減水劑有很好的適應(yīng)性，較容易控制坍落度損失，普通水泥和硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級完全可以滿足高性能砼配制的需要，最常使用的是P.O42.5水泥。

　　選用集料的主導(dǎo)思想是：集料是砼的主要組成材料之一，在砼中約占3/4。正確選擇集料的品種是配制高性能砼的基礎(chǔ)。集料在傳統(tǒng)砼中主要起骨架作用并減少由于膠凝材料在凝結(jié)硬化過程中干縮濕脹所引起的體積變化，同時(shí)還作為膠凝材料的廉價(jià)填充料。

　　集料應(yīng)優(yōu)選潔凈、級配良好、空隙較小的粗骨料，砼處于潮濕環(huán)境的地下工程應(yīng)選用低堿性骨料。細(xì)集料對砂的質(zhì)量要求主要包括：細(xì)度模數(shù)、顆粒級配、含泥量、泥塊含量、堅(jiān)固性、有害雜質(zhì)含量和堿活性。高性能砼對粗集料的質(zhì)量要求主要包括：顆粒級配、針片狀顆粒含量、含泥量、泥塊含量、強(qiáng)度（巖石抗壓強(qiáng)度和壓碎指標(biāo)值）、堅(jiān)固性、有害雜質(zhì)含量和堿活性。

　　拌合水采用自來水。

　　外加劑方面，混凝土為泵送砼要求有較大的流動(dòng)性，并能在較長時(shí)間內(nèi)保持這種性能，即塌落度損失小，黏性較好，砼不離析，不泌水，外觀要求達(dá)到清水砼標(biāo)準(zhǔn)。

　　粉煤灰能改善混凝土施工性能和力學(xué)性能、減少混凝土需水量、避免混凝土拌合物的離析、泌水，改善工作性、減少坍落度損失。

　　高性能混凝土配合比

　　混凝土配合比應(yīng)主控以下三個(gè)主要參數(shù)：水灰比，用水量和砂率。通常情況下水灰比的大小決定了砼的強(qiáng)度，用水量對砼的流動(dòng)性和密實(shí)性有很大影響，同時(shí)對砼配合比的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響顯著。砂率對砼的影響主要體現(xiàn)在流動(dòng)性和和易性。級配好、細(xì)度合適的砂子以及適當(dāng)?shù)纳奥?，對砼的工作性、?qiáng)度及耐久性有較大影響。

　　混凝土拌合物性能試驗(yàn)

　　高性能砼的優(yōu)良工作性，即包括傳統(tǒng)砼拌合物工作性中的流動(dòng)性、黏聚性（抗材料分離性）和泌水性等方面，又包括現(xiàn)代砼為適應(yīng)泵送、免振等施工要求而要求的大流動(dòng)性、坍落度保留好等方面。加之高性能砼突出特點(diǎn)之一是在新拌狀態(tài)下具有與施工方法相適應(yīng)的優(yōu)良的工作性，高性能砼工作性的測試和現(xiàn)場檢驗(yàn)就變得更為重要。測試工作包括以下幾個(gè)方面：混凝土拌合物工作性能試驗(yàn)、硬化混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)、混凝土耐久性試驗(yàn)（收縮性能、抗?jié)B性能、抗凍性能、抗凍性能、堿—骨料反應(yīng)），各項(xiàng)性能均達(dá)到要求才行。

　　經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

　　1)要選擇具有良好生產(chǎn)能力的砼攪拌站，考察它是否具有高性能砼的配制、生產(chǎn)、供應(yīng)能力，站內(nèi)試驗(yàn)室是否對高性能砼具有配制和檢測能力。

　　2)加強(qiáng)現(xiàn)場檢測砼的措施，砼運(yùn)至施工現(xiàn)場后要增大對砼的坍落度的檢測頻率，要求砼具有良好的和易性，不離析、不泌水。

　　3)嚴(yán)格控制攪拌站砼專用原材料進(jìn)站質(zhì)量，各項(xiàng)技術(shù)檢測指標(biāo)必須符合試驗(yàn)時(shí)所用原材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，選擇性能良好的砼外加劑，因?yàn)轫磐饧觿诺母黜?xiàng)性能的作用是越來越大，成為了名副其實(shí)的第五組分。應(yīng)用于砼中，改善砼拌合物的工作性，良好的坍落度保持性能，提高砼的均質(zhì)性，降低單方砼的堿含量，降低砼的收縮，提高體積穩(wěn)定性和耐久性，從而使得砼實(shí)現(xiàn)高性能化。

　　4)加強(qiáng)對砼澆注過程的控制，減少砼表面水的蒸發(fā)速度。在夏季高溫、多風(fēng)的天氣情況下，減少或避免砼表面的陽光直射，降低砼表面的風(fēng)速都是減少砼表面水蒸發(fā)速度的有效措施。

　　5)養(yǎng)護(hù)前注意及時(shí)進(jìn)行表面收光，由于收縮裂縫在砼初凝前后均有出現(xiàn)的可能，所以應(yīng)注意及時(shí)進(jìn)行表面收光，初凝至終凝這段時(shí)間內(nèi)留意觀察表面狀況，并根據(jù)需要再進(jìn)行一次或多次收光。

　　6)要特別注意砼的及時(shí)養(yǎng)護(hù)，在初凝以后，如果在砼表面灑水而水泥漿不流失，則可盡早灑水養(yǎng)護(hù)，并覆蓋土工布、草簾等進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。

　　7)通過在北京奧林匹克公園地下商業(yè)工程結(jié)構(gòu)頂面C35P12高性能混凝土的澆注施工實(shí)踐證明，利用多種高效外加劑及摻合料，采用科學(xué)的混凝土配合比配制C35P12高性能混凝土，采取嚴(yán)格、特殊的混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制措施和周密的施工部署，保持混凝土供應(yīng)和澆注的連續(xù)性，注重施工中從泵送、澆注到用麻布、塑料薄膜包裹養(yǎng)護(hù)等各項(xiàng)工序銜接配合。完全可以有效解決