这些泵被连接到直径150毫米的高压管道上,这些高压管道连接着三个机翼和中央核心,所有混凝土都有单独的输送管道。这种配置意味着混凝土可以同时浇筑在三个单独的位置上。三个翼上各有一个28米的独立式Putzmeister浇筑吊杆,而中心堆芯则使用一个32米的更大浇筑吊杆(图5)。

图5:MX32 Putzmeister混凝土浇筑吊杆位于岩芯上,其操作人员在此处看到,吊杆长度为32m,安装在连接至Doka攀爬模板的20m高钢柱上
吊杆固定在Doka爬模系统上,并随模板一起升起。输送管道与模板下几层的异径管相连,与直径为125 mm的吊杆相连。泵送压力随高程增加的总趋势以及不同混凝土类型的影响如图6所示。101层的核心墙混凝土从C80-20变为C80-14,泵压明显降低。

图6.显示泵送压力如何随高度增加至200巴左右的图表-以及因346米以上骨料从20毫米变为14毫米而减少的图表
与C80-14相比,C60-14混合料增加的水灰比似乎略微降低了泵送压力。如果发生堵塞,泵送高性能混凝土的所有潜在好处都可能丧失,因此,防止堵塞必须是一个重要的考虑因素。堵塞可能是由湿泥浆打底、过度延迟和,外加剂不充分和不相容。在现场测量新拌混凝土的性能可作为泵送前交付混凝土适用性的有用指南。应在工厂和现场测试温度、坍落度流和坍落度流后离析的目视检查。
好的做法是测量前三辆卡车,然后定期测量。在哈利法塔,每五层就要对核心混凝土的详细的流变学特性进行评估。由于中东部可能出现极端的环境温度,设置造成的堵塞是一个特别值得关注的问题。在超高结构上,在尝试将“旧”混凝土推过之前,需要充分了解管道中的大量体积以及混凝土到达排放点的时间。
“安全总比遗憾好”这句古老的格言尤其适用于发生问题或管道中的混凝土在配料后超过约定时间的情况下撤离管道。混凝土质量控制中东地区的混凝土技术在许多方面都取得了重大进步,强度大幅度提高,然而,该地区的一个严重限制是缺乏系统的质量控制。立方体样本的高测试错误以及合规性数据的不可靠报告常常加剧了这种情况。
生产标准偏差大于7兆帕是常见的,基于28天的配对差异,3兆帕或更多的内部标准偏差也是常见的。误差的主要来源是立方体模具的质量、取样、固化和测试。抗压强度或其他硬化性能的样品应在适当控制的测试设施中采集。试图在卸货时取样会导致不良或不存在的初始固化和运输过程中的早期机械损伤。
合规数据通常用于质量保证,但不能及时影响生产,这导致了混凝土混合料的过度设计。除了降低经济性外,抗压强度的可变性阻碍了混合料比例的潜在可变性,这也可能影响流变性和可泵性。由于产量和试验可变性较大,因此谨慎地采用现场试验方案来确认设计假设。
3铺设和修整
中东部地区的高性能混凝土通常设计为高和易性,在世界许多地区被认为是自密实混凝土。然而,通常使用与传统混凝土相同的技术进行浇筑和振捣,这可能导致离析。高和易性、高性能混凝土应允许从排放点流出,并在任何有限振捣前停止移动(图7)。

图7.夜间在心墙中浇筑高和易性混凝土-浇筑点之间吊杆的最小移动有助于避免堵塞
对于垂直构件,可将小型移动式下料管放置在近似的流动距离处,以减少放置吊杆或泵出口的时间。这种对施工实践的修改对超高结构非常有帮助,使承包商能够使混凝土泵送保持恒定,从而避免由于浇筑包含静态混凝土的吊杆过度连接而造成的堵塞,特别是在天气炎热时。浇筑臂中的任何堵塞物都很难清除,更换管道的费用也很高。在泵附近安装减速器是一种很好的预防措施,因此任何具有高分离潜力的混凝土都会堵塞在该位置,而不是管道中的其他位置。
这不一定能防止湿泥浆造成的堵塞,也不一定能阻止泵送过程中的粘度下降,但是,这是一个很好的预防措施,以防止被淘汰混凝土的变异性。中东地区的高性能混凝土通常含有5-10%的硅灰,具有高胶结物含量,并且在恶劣的干燥条件下有迅速形成“表皮”的趋势。皮肤可以限制铸层的熔化,但是可以通过使用蒸发缓凝剂和其他减少蒸发的方法来减少混凝土表面的水分。
自密实混凝土的触变性也可以导致材料的分层浇筑。这种情况的第一个后果通常是仅可见的,但机械强度降低了40%以上Coussot和Roussel(2006)也报道了这一点。Roussel和Cussigh(2008)也显示了在铸造下一层之间的临界延迟后强度的无损伤降低。
这在浇铸自密实混凝土椽或其他构件时可能是一个特别的问题,在这些构件中,层与层之间的延迟可能很大,并且不会进行振捣。高性能混凝土通常具有可忽略的泌水性,并且具有很强的粘结性。因此,饰面工程需要进行操作,以形成材料的手感。试用应尽早进行,以使修整工熟悉混凝土的性能,并确定可接受的表面处理。蒸发缓凝剂通过在上层保持水分来帮助修整,以消除修整过程中混凝土上的洒水,从而降低表面质量。
4早期保护和养护
高性能混凝土的低泌水特性和中东地区强烈的干燥条件使混凝土特别不易发生塑性收缩开裂。在较温暖的月份,高性能混凝土的浇筑温度通常低于环境温度,并且水分会在新浇混凝土表面凝结。
然而,当表面加热到环境温度后,如果不采取适当措施限制蒸发,塑性裂纹的形成会迅速而剧烈。蒸发缓凝剂是减少塑性收缩裂纹的一种非常实用且廉价的方法。防风林和遮阳帘也很有用。有效的雾化是最好的方法,因为它实际上可以保持混凝土表面的高湿度层,尽管防风林可能是必要的,以限制混凝土上方的空气。
对于平整工程,应避免在炎热的天气进行混凝土浇筑和修整,并计划浇筑,以便最迟在上午10点之前进行养护。ACI305-99是指蒸发损失率超过出血率(即发生塑性开裂时)约为1·0(kg/m2)/h(NRMCA,1960)。然而,美国的一些机构要求推迟高性能混凝土桥面铺装层的浇筑,直到蒸发率小于0·25或0·50(kg/m2)/h(VDT,2002;Hover,2006)。
如果塑性裂缝确实出现,则应在混凝土未达到初凝状态时振动相关裂缝。通过抹平来封闭塑性裂缝的尝试通常只会覆盖裂缝,这可能会影响结构性能并为氯化物进入钢筋提供通道。高性能混凝土的最佳养护方式是积水。
这提供了水来代替水化过程中使用的水,改善了混凝土的性能,有助于减少早期的自收缩。蒸发潜热有助于释放混凝土水化热,从而显著降低峰值温度,特别是在含有粉煤灰、矿渣和天然火山灰的混凝土中。
使用聚乙烯或湿麻布有助于保持水与混凝土表面接触,但不允许表面蒸发热损失。积水最适合加厚层。早期自收缩在含有高炉渣置换水平的高性能混凝土中尤其显著(Aldred和Lim,2004)。
即使是有限时间的水固化后,立即完成可以提供显着减少自收缩。然而,立即使用养护膜可能会通过堵塞孔隙增加早期自生收缩,从而在混凝土中产生更大的拉伸应力。
在难以进行长时间水养护的应用中,在使用养护膜前的第一天左右进行液态水养护仍有相当大的好处。对于垂直表面,使用可控渗透性模板衬垫是提高混凝土表面密度和外观的一种好技术。衬垫中聚集的水也会被吸入水化混凝土中,为垂直表面提供良好的早期养护——传统上最难有效养护。或者,模板应尽可能长时间保持在原位。
在哈利法塔,模板可在12小时内缩回,使用了喷涂养护剂。由于广泛使用热膨胀系数较低的破碎石灰石骨料和相对温暖的气候,中东很少需要在模板上使用隔热材料来控制内部热约束开裂。
5结论
高性能混凝土为开发商、顾问和承包商在中东部和世界其他地方建造和规划的数百个超高层建筑提供了巨大的好处。这种材料的高强度和高模量意味着超高层建筑可以有更多细长的垂直构件。
此外,正如迪拜哈利法塔项目所证明的那样,单级泵送至600m以上是可行的,再加上早期的高强度,使得快速的循环时间能够满足今天的施工进度要求。
但是,在配合比设计、浇筑,保护和养护对于减少泵堵塞、分离和,自生收缩和开裂。哈利法塔以可观的优势打破了所有先前的世界建筑记录,需要各方付出巨大的努力来克服其许多建筑挑战——尤其是在使用高性能混凝土方面(图8)。
