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【科技進(jìn)步類】二等獎：超高層泵送頂升施工鋼管混凝土的研究與應(yīng)用
2021年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會混凝土科學(xué)技術(shù)獎已經(jīng)啟動，歡迎業(yè)內(nèi)企事業(yè)單位及從業(yè)人員，持續(xù)關(guān)注協(xié)會官方公眾號【混凝土科技獎】的相關(guān)信息。
2020年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會
混凝土科學(xué)技術(shù)獎?科技進(jìn)步類
獲獎項目展示
2020年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會混凝土科學(xué)技術(shù)獎工作于2020年6月啟動，至12月圓滿完成。報名期間共收到有效申報項目61項。經(jīng)過專家評審委員會的初評及終評，共計39個項目獲獎，包括一等獎2項、二等獎15項、三等獎22項，其中“科技進(jìn)步類”13項、“基礎(chǔ)理論類”2項、“技術(shù)革新類”24項。
二等獎項目：超高層泵送頂升施工鋼管混凝土的研究與應(yīng)用
主要完成單位：北京市高強混凝土有限責(zé)任公司
高層建筑柱結(jié)構(gòu)類型通常采用鋼管混凝土組合材料，鋼管混凝土是將素混凝土灌入鋼管而制成，是鋼混結(jié)構(gòu)組合材料中最重要的一種形式。其復(fù)合設(shè)計的原理是：混凝土受到鋼管壁的緊箍作用，強度、韌性和耐久性大大提高；鋼管中填充了混凝土，可提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性并減少用鋼量；組合材料的綜合性價比明顯優(yōu)于兩種材料自身。
鋼管混凝土通常有兩種施工工藝，一種是頂升施工，另一種是高拋施工（見圖1、圖2示意圖），兩種工藝各有優(yōu)缺點。高層建筑鋼管混凝土，從滿足施工進(jìn)度、操作安全性以及鋼管內(nèi)混凝土密實性考慮，頂升施工大大優(yōu)于高拋施工，因此日益得到推廣應(yīng)用。但是相比高拋，頂升施工對混凝土材料提出了更高的要求。項目完成單位從頂升施工工藝出發(fā)，從以下幾個方面研究高層泵送頂升混凝土材料配制技術(shù)。
頂升法施工示意圖（左）高拋法施工示意圖（右）
1）圍繞頂升施工鋼管混凝土自密性要求，確定以拌合物流變性能作為研究方向，利用先進(jìn)的丹麥ICAR流變儀，研究拌合物流變參數(shù)與自密實混凝土宏觀工作性指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系；研究原材料品質(zhì)及配比設(shè)計參數(shù)對自密實混凝土拌合物流變性的影響，進(jìn)而確定自密實混凝土適宜的流變參數(shù)控制范圍、工作性控制指標(biāo)以及原材料選擇和配比設(shè)計規(guī)律?；诎韬衔锪髯冃阅芸刂埔?guī)律確定頂升施工鋼管混凝土配制技術(shù)路線。主要作內(nèi)容包括：①骨料級配優(yōu)選,②礦物摻合料調(diào)粘控制,③外加劑配方優(yōu)化配伍。
2）圍繞頂升施工鋼管混凝土可泵性要求，研究混凝土泵送機理，指出混凝土實現(xiàn)易泵性應(yīng)在保證混凝土穩(wěn)定性（不離析）的前提下，降低粘度和屈服應(yīng)力。
3）圍繞頂升施工鋼管混凝土協(xié)同工作要求，研究鋼管混凝土收縮機理，利用先進(jìn)的靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀設(shè)備，研究鋼管混凝土收縮補償?shù)目刂啤?/span>
4）在工程應(yīng)用期間，從出站、泵前、泵后以及實體四個階段監(jiān)控拌合物宏觀工作性控制指標(biāo)和硬化混凝土強度性能。
闡明了原材料的品質(zhì)、配合比的設(shè)計參數(shù)與混凝土流變性之間相互作用的規(guī)律，為對自密實混凝土拌合物的工作性控制奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
研發(fā)了有效混凝土降粘控制技術(shù)措施，如提高漿骨比、優(yōu)選粉煤灰、適量添加硅灰以及外加劑摻入生物膠等多項技術(shù)措施，有效提高了混凝土可泵性，實現(xiàn)泵壓低、泵損低的控制目標(biāo)。
確定了混凝土微膨脹的設(shè)計指標(biāo)和膨脹劑的篩選指標(biāo)，指出在鋼管混凝土特定環(huán)境下，應(yīng)優(yōu)選膨脹效能高、膨脹速度適宜、絕濕膨脹大、后期性能穩(wěn)定的高性能膨脹劑。
確定了頂升施工鋼管混凝土各階段適宜的拌合物工作性指標(biāo)，并指出作為隱蔽結(jié)構(gòu)，鋼管混凝土強度表征應(yīng)優(yōu)先留置實體試件，在條件不具備的情況下可留置泵后試件，但不宜留置傳統(tǒng)的泵前試件。
編制了頂升施工鋼管混凝土質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)程以及鋼管混凝土頂升施工工法，使后續(xù)類似工程混凝土的質(zhì)量控制以及工程施工有章可循。
本項目技術(shù)應(yīng)用于諾德國際廣場，歷經(jīng)52次施工，共澆筑738根鋼管柱，混凝土澆筑方量共計4373方。成果獲得2項發(fā)明專利。2020年該項成果應(yīng)用于通州區(qū)運河核心區(qū)II-07-1地塊遠(yuǎn)洋樂堤港項目，頂升施工C55和C60鋼管混凝土，實現(xiàn)一次頂升高度26米（6層），供應(yīng)混凝土4266方。
北京市高強混凝土有限責(zé)任公司成立于1987年7月，是專門從事商品混凝土開發(fā)、生產(chǎn)和銷售的專業(yè)混凝土公司。公司具有預(yù)拌混凝土專業(yè)承包資質(zhì)，通過了ISO9001質(zhì)量管理體系、ISO14001環(huán)境管理體系、GB/T28001職業(yè)健康安全管理體系和ISO50001能源管理體系認(rèn)證，并連續(xù)多年被評為北京市“守信企業(yè)”、行業(yè)“誠信企業(yè)”、北京市混凝土協(xié)會“先進(jìn)企業(yè)”，是北京市混凝土協(xié)會的副會長單位。
公司注冊資本金5500萬元，資產(chǎn)總額9億元，資本實力雄厚。旗下?lián)碛兴膫€直屬攪拌站和兩個控股子公司，全部成為北京市綠色生產(chǎn)達(dá)標(biāo)站。公司共配備有12套攪拌機組，41輛罐車，6臺泵車，具備300萬立方米的混凝土年生產(chǎn)能力，作業(yè)范圍可以覆蓋六環(huán)路內(nèi)整個市區(qū)。
作為歷史最為悠久的混凝土企業(yè)之一，公司積極參與北京市重大工程的建設(shè)，為環(huán)路立交橋、奧運場館、軌道交通、高速鐵路、水廠泵站、南水北調(diào)、熱力電力、住宅開發(fā)、保障房建設(shè)等多項工程生產(chǎn)供應(yīng)了大量品質(zhì)優(yōu)良的混凝土。參建的許多工程榮獲了中國土木工程（詹天佑）大獎、建筑工程魯班獎、市政工程金杯獎、北京市工程長城杯獎等多種獎項，創(chuàng)造了輝煌的業(yè)績。
公司始終秉承“客戶至上、質(zhì)量第一”的經(jīng)營和管理理念，堅持走科技創(chuàng)新之路。配備有高效、精干的研發(fā)中心團隊和行業(yè)一流的中心實驗室，以及可以提供各種性能產(chǎn)品的外加劑生產(chǎn)車間。公司在做精C10-C60常規(guī)型號的混凝土產(chǎn)品的同時，先后開發(fā)了超高性能混凝土、抗擾動混凝土、超快硬混凝土、自密實混凝土、防裂混凝土、滑模施工低塑性混凝土和超高層頂升施工鋼管混凝土等特種混凝土，并成功應(yīng)用在北京市城市建設(shè)中，贏得了客戶的信任和尊重。
北京市高強混凝土有限責(zé)任公司在未來的發(fā)展中將以全新的體制、高效的管理、精良的技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的質(zhì)量為廣大顧客提供滿意的服務(wù)，竭誠與各界朋友真誠合作，攜手共進(jìn)，再創(chuàng)佳績。
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