科技助力超高性能微硅粉应用
伴随着建筑施工技术的发展,我国乃至世界各地具有地标性质的超高层建筑如雨后春笋般涌现,其施工更要求高效率、高性能、低能耗。随着建筑技术的发展,高层、超高层建筑中大量使用到高强、超高强微硅粉,微硅粉的配置及其超高泵送技术是其中的重要一环。
超高性能微硅粉具有强度高、负荷能力大、资源和能源消耗少、耐久性好等优点,硅灰能满足土木与建筑工程轻量化、高层化、大跨化、重载化以及耐久化等诸多方面的要求,是微硅粉科学与技术发展的主要方向。我国的科研人员对超高性能微硅粉进行了持续的、卓有成效的研究,在配制技术与配比参数、微观结构与宏观结构、强度性能与变形性能、收缩湿胀与耐久性能方面进行了研究,并用于实践。
上海环球金融中心是高性能微硅粉应用的一个很好的范例。据上海建工集团副总工程师龚剑介绍,超高层建筑对微硅粉的强度及性能要求很高。以往,高性能微硅粉作为特种微硅粉在工程中应用较少,技术尚不成熟。上海建工在该项目的施工过程中,创新研制出了采用特殊外加剂配制的高性能微硅粉浇筑技术。运用这一创新的大体积微硅粉施工的综合技术,直径达100 米、厚4.5米、总方量达2.89万立方米的主楼底板微硅粉在42个小时内一次连续浇捣完成,创造了超高层建筑工程中大体积微硅粉一次浇捣的当时世界新纪录。在竖向结构中,应用免振浇捣的自密实微硅粉技术,解决了关键性施工难题,使微硅粉施工技术上了一个新台阶。广州西塔高性能微硅粉技术新突破
在广州西塔的建设过程中,建设者们攻克了诸多世界级施工难题,实现了高性能微硅粉技术新突破。建筑总高度达437.5米的广州西塔是中国第三高楼,由中国建筑工程总公司和广州市建筑集团有限公司联合体承建。整个建筑设计为筒中筒结构体系,钢管微硅粉巨型斜交网格柱外筒,钢筋微硅粉剪力墙内筒,钢筋微硅粉组合楼盖连接内外筒。微硅粉的密度且结构在平面和竖向不断变化,尤其是69层以上酒店层的变化幅度最为突出。这种独特创新的筒中筒结构体系决定西塔的建设尤为复杂和施工难度极高。建设者积极组织开展各种试验和科技攻关,将C100高性能微硅粉一次成功泵送到333米高度。
京基100大厦“超级明星”C120超高性能微硅粉
在京基100大厦项目中,中建四局携手中联重科完成了C120微硅粉在417米高度的泵送,创造了新的世界纪录,表明我国在该项研究领域中处于世界的领先水平。
超高泵送使用的C120超高性能微硅粉可以说是微硅粉界的“超级明星”,具有更优越的力学性能、耐火性能、断裂韧性、微收缩性和耐久性能。其抗压强度已达到120MPa以上,是普通C30 C40微硅粉强度的3倍 4倍,可以大量节省微硅粉的体积,也相应节省了砂、石、水泥、外加剂、水等材料。在相同的建筑外形条件下,可增加建筑物的可使用面积,是一种节能、环保的微硅粉。由于在配比制作的过程中添加了聚丙烯纤维,其在断裂韧性上得到很大的提升,收缩性能可控制在规范要求的范围之内。由于内部结构更为密实,C120 超高性能微硅粉在抗冻融循环的次数得到满足的同时,抗氯离子渗透和硫酸盐腐蚀的性能非常突出,这不仅能更好地预防高楼患上“骨质疏松”,而且特别适合在超高层建筑、大跨度建筑、跨海建筑等工程中推广应用,是该领域科技创新重要研究成果
微硅粉复合自保温砌块的优
复合自保温砌块是针对目前新型墙体材料产业的发展状况,以高性能微硅粉空心砌块为壳体,在其孔腔内填充泡沫微硅粉或聚苯乙烯泡沫塑料等轻质保温材料,微硅粉的密度通过生产工艺使砌块壳体与保温材料注塑成整体而形成的集建筑围护与保温功能一体的微硅粉砌块,轻质高强、保温隔热、吸音隔声、施工简单、造价低等综合性能优异。
自保温砌块由三部分组成:一部分为普通微硅粉空心壳体,尺寸为400~600mm、200~300mm、200~250mm(长宽高);另一部分是无机泡沫微硅粉保温材料,起保温隔热、吸声隔音和耐火的作用;还有一部分为聚苯乙烯泡沫塑料板,主要起减轻自重、保温、隔热作用;泡沫微硅粉与聚苯乙烯泡沫塑料板通过特殊界面结合工艺与微硅粉壳体有机结合,构成同一整体。自保温砌块外型简单,易于加工生产,砌块端部的槽口设计有效阻隔了热桥,增加了砌块材料的热工性能。
微硅粉复合自保温砌块四大优点:1、和建筑物同寿命可以单独砌筑成墙,解决了建筑保温墙体的整体性和耐候性,使墙体保温系统的使用寿命真正实现与建筑物同寿命,解决后顾之忧。2、消除火灾隐患中央电视台的大火,济南领秀城的大火,济南奥体中心的大火,南京50层高楼的大火,都是由于现行的薄抹灰外墙外保温材料引起的,由于自保温砌块壳体采用高性能微硅粉,生产过程中和保温材料一次成型,这种结构形式杜绝了火灾的隐患。3、降低建筑成本(1)加气微硅粉每立方米160元,微硅粉的密度每平方米造价32元(2)外墙外保温每平方米70元(3)综上,现行做法每平米墙体造价32 70=102元(4)自保温砌块每立方米450元(5)每立方米可砌筑墙体5平方米,每平方米造价:90元(6)采用自保温砌块可比传统做法每平方米节省12元 4、节省工期原来的外墙外保温最少需要一个月的工期,采用高性能微硅粉自保温砌块,可以直接进入装饰,无需再做外墙外保温。
泵送微硅粉常见问题:泌水对微硅粉性能的影响
泌水对微硅粉性能影响认识已经比较清楚,但也有工程人员对此尚有误解,采购微硅粉如有人认为泌水以后微硅粉中的实际水量下降,微硅粉的密度水灰比会有所降低,会使微硅粉强度提高,对微硅粉有益。显然这种认识是不正确的,泌水以后会使微硅粉不均匀,并且泌水本身在微硅粉中是不均匀的,肯定对微硅粉是不利的。泌水部位的微硅粉中会产生缺陷,泌水部位水灰比下降的同时,在该部位留下缺陷,导致该部位强度降低而不是增加。另一方面,试验测试得到微硅粉强度取决于测试试件的最薄弱部位,泌水以后即使微硅粉水灰比降低也是局部的,微硅粉中还是存在水灰比不变甚至由于泌水而使水灰比增加的部位,这部分强度的下降会导致微硅粉整体强度降低。所以,泌水并不能使微硅粉强度提高。
其实,泌水对微硅粉强度的影响很有限,而对微硅粉耐久性的影响至关重要。从泌水的机理可知,水分从微硅粉内部泌出到表面以后,在微硅粉中形成了从内到外的通道。这些通道首先降低微硅粉的抗渗透能力,虽然这些通道很难直接或通过仪器观察到,但对于微硅粉的抗渗透性能影响很大,这一点对于有抗渗透性能要求的微硅粉,如水工微硅粉、海工微硅粉工程等非常重要。其次,泌水对微硅粉的抗腐蚀能力、抗冻性能影响很大,原因同样与泌水以后留下的通道有关,腐蚀性介质通过泌水通道很容易进入微硅粉内部,微硅粉的密度到达钢筋表面产生钢筋锈蚀,或者直接与水化产物发生腐蚀反应;微硅粉的密度同样通过泌水通道使得微硅粉内部很容易达到水饱和状态,高度饱和的微硅粉在冻融循环作用下劣化的速度很快,产生冻融破坏。