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“傳統(tǒng)材料”如何撐起“新高建筑”？

早上6點，幾輛混凝土攪拌運輸車經(jīng)過2小時的“跋涉”，到達(dá)杭行路上的施工現(xiàn)場。混凝土從攪拌車滾筒放進(jìn)車載泵車料斗，經(jīng)過泵車泵送，隨后順著管道源源不斷輸送到200多米高的樓層上，工人們精密配合，把混凝土準(zhǔn)確澆入建筑模板中，澆筑過程必須一次完成……

在杭州的城北，一座58層285米高的超高層建筑“萬象城”，正在悄然“生長”。大樓節(jié)節(jié)升高的背后，是材料的改良和技術(shù)的進(jìn)步。

超高層混凝土泵送的三個難題——距離、高度、溫度

鋼筋、混凝土、支架、模板……一點一點搭起這座萬象城，而這些材料里，混凝土是最關(guān)鍵的“血肉”，關(guān)系著建筑的壽命。

“一層樓所需混凝土有近千立方米，要從早晨6點一直打到晚上10點，一刻也不能停。”杭構(gòu)集團(tuán)仁和生產(chǎn)基地總工曹春農(nóng)說，“高度高、用量大、運輸距離長，這就對混凝土的工作性能要求非常高。”

市場上，一般建筑用的混凝土大都為C30混凝土。“C30的強(qiáng)度幾乎可以適用于所有工業(yè)與民用建筑物，但是超高層建筑就需要用到C60，就是每平方米可承受約600噸的壓力。樓層越高，其承載力、抗壓能力也越大，對混凝土的強(qiáng)度要求也越高，強(qiáng)度高的混凝土黏度大，超高層泵送的難度同比增加。”曹春農(nóng)解釋，10米、50米、100米，再到200米，管道的壓力會越來越大，混凝土的輸送容易出現(xiàn)“栓塞”。

遠(yuǎn)距離運輸是考驗混凝土性能的一大關(guān)鍵。“混凝土工作狀態(tài)是很難長時間保持的，但是我們距離項目有18公里，高速口還會遇上堵車，2小時是打底。” 曹春農(nóng)在項目上，也是出了名的考慮周全。

除了運輸難題，一天中早中晚的溫度和濕度變化也會影響混凝土的工作性能。“如果外界早晚溫差大，會引起混凝土坍落度損失的波動，從而影響混凝土的工作性能，外界濕度降低也會加速混凝土坍落度損失。”曹春農(nóng)說。

改善混凝土性能的一個關(guān)鍵——外加劑

解決問題的突破口，就在于“混凝土外加劑”。

“這種看起來很像洗潔精的液體，它的作用卻不容小覷。只要加進(jìn)去一點點，就能改變混凝土的性能。”曹春農(nóng)介紹，混凝土外加劑可以調(diào)節(jié)混凝土的流動性，保證泵送到200米高也不容易出現(xiàn)堵管問題，也可以增加混凝土工作狀態(tài)保持的時間。

一般而言，每立方米混凝土只需使用2至5公斤的外加劑，不過，這項技術(shù)研發(fā)起來卻并不簡單。

混凝土的組成材料有六大類，分別是水泥、砂、石子、水、外加劑和摻合料。“它的質(zhì)量主要取決于組成材料的性質(zhì)與用量，合理選用材料，才能配制出滿足工程技術(shù)要求的混凝土。”曹春農(nóng)在現(xiàn)場向記者展示了多次比對后才選出的洞庭湖天然砂，“這還不是關(guān)鍵，關(guān)鍵是，每個批次的原材料都會發(fā)生細(xì)微變化，一旦出現(xiàn)變化，外加劑的配方和用量也要及時調(diào)整。”

通過外加劑配比創(chuàng)新，又經(jīng)過技術(shù)團(tuán)隊一次又一次的提前試拌，確保每次供應(yīng)的超高層C60混凝土倒坍落度筒排空時間小于3秒、工作性能保持3小時以上，來保證混凝土具備200米以上超高泵送的能力。

“讓高強(qiáng)度等級的混凝土具有足夠低的黏度、良好的黏聚性和保水性、足夠小的經(jīng)時損失，這正是超高層建筑施工所需要的。”杭構(gòu)集團(tuán)仁和生產(chǎn)基地還會從生產(chǎn)到輸送到現(xiàn)場澆筑進(jìn)行全方位質(zhì)量控制，在每次超高層遠(yuǎn)距離大方量高強(qiáng)度混凝土生產(chǎn)供應(yīng)時，技術(shù)試驗部門從開始到結(jié)束，都有專人在施工現(xiàn)場，控制好混凝土的穩(wěn)定性。同時，對發(fā)車頻率進(jìn)行把控，根據(jù)現(xiàn)場泵送速度和施工進(jìn)度，保持每臺泵一小時發(fā)3至4車混凝土。

“到現(xiàn)在為止，從下至上一共實施了106次高強(qiáng)度C60混凝土泵送，沒有發(fā)生過一次混凝土堵管問題。”曹春農(nóng)說，日前，已高質(zhì)量完成主樓50層、標(biāo)高215米結(jié)構(gòu)節(jié)點施工段目標(biāo)。

多種新材料在杭州建筑廣泛應(yīng)用

“向上”拓展空間是城市發(fā)展的必然趨勢。近年來，杭州的超高層建筑如“雨后春筍”般拔地而起，城市面貌煥然一新。

“隨著超高層建筑的高度頻繁刷新，基礎(chǔ)施工質(zhì)量的重要性愈發(fā)明顯，這也對建筑材料的應(yīng)用有了更高的要求，對杭州建材企業(yè)來說也是轉(zhuǎn)型升級的好機(jī)會。”市建管站相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，杭州超高層建筑在新材料的應(yīng)用上實現(xiàn)了突破與創(chuàng)新，高耐久性混凝土、防銹鋼筋、防蟲蛀材料、新型保溫材料、新型墻體材料等行業(yè)快速發(fā)展，都在為超高層建筑保駕護(hù)航。

新型墻體材料的高質(zhì)量發(fā)展，也是超高層建筑建設(shè)的“基石”。品優(yōu)質(zhì)良的新型墻材，已成為評判高品質(zhì)建筑的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。目前，杭州市面上的新型墻材有30多種，其中，加氣混凝土砌塊磚塊利用工業(yè)廢渣和尾礦，通過加氣加壓的方式制成，產(chǎn)品性能不僅保溫隔熱，防火性能好，而且還輕質(zhì)多孔，成為超高層建筑市場上的“香餑餑”。

“在杭州，新型墻材產(chǎn)量占墻材總量的比例已經(jīng)達(dá)到99.9%。”市建管站相關(guān)負(fù)責(zé)人說介紹，接下來，還將出臺相關(guān)政策鼓勵新墻材和預(yù)拌砂漿企業(yè)加快技術(shù)升級改造和產(chǎn)品推廣應(yīng)用。

在材料監(jiān)管方面，杭州也開啟了智慧監(jiān)管的新模式。

“例如，在混凝土質(zhì)量溯源控制上，我們還開展了混凝土全鏈條管理系統(tǒng)建設(shè)，動態(tài)監(jiān)管平臺可實現(xiàn)從生產(chǎn)基地到建筑工地的全流程在線監(jiān)管，用智能化手段提升行業(yè)管理水平。”市建管站相關(guān)負(fù)責(zé)人說。