C50砼配合比的配制强度(定稿).doc

2005年QC成果提高C50砼配合比的配制强度中铁集团工程有限公司舞水河特大桥C50砼QC小组发表人：- QC成果资料 提高C50砼配合比的配制强度 QC成果资料提高C50砼配合比的配制强度一、工程概况湖南省怀化至新晃高速公路（以下简称“怀新高速”）是国道主干线中上海至瑞丽公路中的一段，它是一条典型的山区高速公路，地形地质复杂，交通极为不便。我公司承担怀新高速公路18合同段的建设，起迄里程为K80+100K83+300，设计中长乐坪舞水河特大桥是全线的控制性工程，桥全长592.08m，跨河面宽300m左右，枯水季节水深在56m，下部结构为柱式墩，肋板式桥台，基础为钻孔桩，上部结构为430mT梁（43m450m43m）T梁630mT梁，43m和50m砼T梁设计为C50砼。二、小组概况本小组由公司与怀新项目部联合组成，于2004年 8 月 1 日成立，共7人组成，平均年龄 34 岁，全部接受过48小时以上TQC教育。详见下表。 1、小组概况小组名称舞水河特大桥C50砼QC小组成立日期2004年 8 月课题名称提高C50砼配合比的配制强度小组类型攻关型组 长-副组长-活动日期2004年8 月至2005年1月课题注册2004年 8月小组成员7人注册编号TYSC-2004-18活动频次2-4次/月，出勤率100%QC教育时间48小时以上2、小组成员简介序号姓 名性别文化程度职 务小组分工1-男专科项目经理QC方案策划2-男本科项目总工实施指导3-男本科公司试验室主任方案实施4-男本科试验室主任方案实施5-男中专试验员协作实施6-男中专试验员协作实施7-男中专试验员检验三、课题选择舞水河特大桥设计43m和50m预应力砼T梁为C50砼。由于当地岩层比较破碎，砂石材料质量不是很好，又山区材料供应和运输紧张，经过近3个月的试验，用P.O.42.5 Mpa水泥无法配制成功，配制的砼强度最高值为54.6Mpa而试配强度要大于59.8 Mpa（取6），必须使用P.O.52.5 Mpa水泥才能完成C50砼的配比设计，其他标段情况基本相同。但因为P.O.52.5 Mpa水泥生产和供应受到一定的限制，且单价也很高。预制梁施工在即，如何使用P.O.42.5 Mpa水泥配制C50砼是加快施工进度，提高施工质量，降低工程成本的关键。为了能解决这个难题，我们将“提高C50配合比的配制强度”作为小组的活动课题。四、设定目标1、现场调查经咨询了解其他在建工程的情况，大多数的C50砼均采用P.O.42.5 Mpa水泥配制。C50砼均采用水泥调查表浙江杭金衢湖南潭韶湖南衡枣浙江嘉兴广西钦犀P.O42.5MpaP.O42.5MpaP.O52.5MpaP.O42.5MpaP.O42.5Mpa我们又对当地和周边地区的原材料分布及性能情况及供应能力进行了详细调查，通过对比，发现结果有很大的差异。2、确定目标根据现场调查结果，我们确定本次活动的目标是：合理选用原材料，用P.O42.5 Mpa水泥配制出C50砼，平均强度大于1.15倍设计强度，产品达到内实外光的效果。明确活动目标后，小组成员对目标的可行性进行了分析。 在砼的配制施工中，有比较成功的经验可以借鉴。 因为以前大多数都是用P.O42.5 Mpa水泥配制出C50砼，我们要解决此问题，应当多从原材料、以及试验操作等方面着手。 领导重视，人力和物质资源可以得到保证；小组成员知识起点高，均接受48小时以上的TQC知识培训。通过分析大家对完成预定的目标充满了信心，虽然经过近3个月的配制试验没有成功，目标有一定的难度，但经过小组的努力还是可以完成预定目标的。五、原因分析（鱼刺图）针对砼的配制强度不高的原因，小组成员集思广益，通过“头脑风暴法”从人、机、料、法、环五个方面进行了分析讨论。六、要因确认 针对分析出的全部末端原因，小组成员通过调查分析、现场验证等逐一确认。要 因 确 认 表序号末端因素确定方法原 因 确 认是否 要因1培训不到位调查分析试验人员均经过了培训取证，技术操作比较熟练。否2奖罚不明现场调查项目部建立了一套完善的管理机制，做到了责任到人，奖罚分明。否3施工用电不正常现场验证试验室用电比较正常，电压比较稳定，不会因为用电影响搅拌机搅拌效果。否4搅拌机维修不及时调查分析搅拌机是新添设备，性能完好。否5碎石针片状含量超标现场验证对几个碎石场现场取样，试验验证针片状含量均小于15%。否6碎石含泥量超标现场验证对几个碎石场现场取样，试验验证含泥量均小于1%。否7碎石压碎值偏高试验分析对几个碎石场现场取样，试验验证压碎值均小于11%。否8碎石抗压强度偏低试验分析对碎石进行抗压试验，强度大于100Mpa，满足规范要求。否9水的PH值超标试验分析取水样做水质试验，测出水的PH值为7，没有超出允许范围。否10水中硫酸盐含量超标试验分析做水样试验，检测硫酸盐含量为580mg/l，没有超出允许范围。否11压力机维修不及时现场调查万能压力机已经标定合格，经检修没有问题。否12天平磅称不合格现场验证校核天平磅称，均合格，误差在允许范围之内。否13砂含泥量超标现场验证对几种砂抽样试验，砂含泥量均在2%以内，没有超标。否14砂级配差试验分析经抽样试验，各种砂的级配不一样，个别超出2.33.3范围。是15砂有机质含量超标试验分析对几种砂抽样试验，砂中有机质含量均没有超出允许范围。否16外加剂减水率低试验分析几种外加剂常压减水率不一样，个别超出规范要求。是17抗压强度比小试验分析几种外加剂分别做抗压强度比对比试验，28d均大于100%。否18砼搅拌时间不够现场调查砼配比试验时，搅拌时间均在3min左右，比较正常。否19水泥细度模数大试验分析经试验测定，几种水泥的细度模数均小于1%。否20水泥强度低试验分析经试验测定，几种水泥的28天强度均超过规定值，但相差比较大，个别偏低。是21水泥安定性差试验分析经测试，几种水泥的安定性都比较好。否22水灰比太大调查分析经调查，水灰比调整后，强度有明显增加。是23加料顺序不对现场调查每次试验加料均是先加砂碎石，然后加水泥，在水和外加剂，加料顺序正确。否24养护温差大现场调查养护室的温度采用空调控制调节，温度控制在202范围。否25湿度偏低现场调查养护室的湿度控制比较好否通过对末端因素逐一确认，认为影响C50配合比配制强度低的主要原因有：主 要 因 表序号主 要 原 因1水泥强度低2外加剂减水率低3砂级配差4水灰比太大七、制定对策针对四条主要原因，我们分别制定如下对策。对 策 表序号要 因对 策目标措 施地点时间负责人1水泥强度低更换水泥品种采用品质好，性能稳定的水泥对几种水泥品种进行比选，选用合格性能稳定的水泥试验室2004-8-21李根柱刘修武2外加剂减水率低更换外加剂选用减水效果好的外加剂对几种外加剂进行比选，选用减水效果好的外加剂。试验室2004-8-18刘修武胡 凯3砂级配差更换细集料选用合格细集料对几种细集料进行比选，选用合格细集料。试验室2004-9-05李群平李根柱4水灰比太大适当加大水泥用量提高砼的配制强度采用适当加大水泥用量，并适当减少水用量的办法做对比试验试验室2004-8-10李群平胡 凯八、对策实施实施一：水泥强度低的对策实施 最初我们使用的是雪峰P.O42.5 Mpa水泥，由于各种水泥品种性能存在不同的差异，我们对业主规定的几种P.O42.5 Mpa水泥进行了对比试验，发现韶峰水泥性能比较稳定，常规各项指标均符合规范要求，和28d胶砂强度都优于其它品种。我们又对该品种水泥生产厂家进行调查，发现该厂生产规模大，技术力量雄厚，生产的产品质量能长期得到保证，且与选用的外加剂相容性很好。于是决定优先选用该水泥。项 目韶峰P.O 42.5 Mpa霸道P.O 42.5 Mpa雪峰P.O 42.5 Mpa华中P.O 42.5 Mpa物理性能指标很好合格合格合格28d胶砂强度（Mpa）49.248.548.146.528d配制强度（Mpa）56.255.354.653.1 实施结果：发现韶峰P.O 42.5 Mpa水泥的28d胶砂强度比较高，胶砂强度越高，其砼的配制强度也相应提高，活动后砼28天配制强度提高到56.2Mpa。实施二、外加剂减水率低的对策实施我们主要对外加剂的减水效果做了对比试验，发现三种外加剂的减水率存在很大差异，在其他材料相同的情况下，我们又用三种不同的外加剂设计C50砼配合比，同样发现砼强度也相差很大。几 种 外 加 剂 性 能 对 照 表项 目雨花牌宏远牌铁力牌减水效果12%20%14%28d砼强度（MPa）54.758.656.2 实施结果：发现宏远牌外加剂的减水率最高，相应的强度也高。所以更换外加剂能够提高砼的配制强度。实施三、砂级配差的对策实施 由于山区高速公路材料料源紧缺，远距离运输困难，针对目前砂供应情况，当地砂的有机质含量、含泥量等虽然没有超标，但是整体来说，质量不是太好，业主规定一般情况下，不允许用当地砂配制高标号砼，必须使用溆浦砂，所以溆浦砂是主要工程用砂，但溆浦砂的运距远，供应紧张。随着高速公路的建设，大型采石场开始建立，为满足需要，他们同时开始生产机制砂。我们对三种砂都做了筛分试验，各种砂的级配情况如下表。通过级配曲线证明，机制砂的级配更趋合理。三种砂的级配性能对照表筛孔尺寸通过率0.160.3150.631.252.55.010.0溆浦砂0.88.335.559.479.396.5100本地砂2.619.846.662.386100100机制砂1.615.742.176.394.2100100在同配合比的情况下，我们分别做了三种砂的强度对比试验，试验结果如下：三种砂的配制强度对照表项 目溆浦砂本地砂机制砂级配性能合格合格良好28d配制强度（Mpa）58.656.763.5实施结果：活动前，我们基本都采用溆浦砂配制C50砼，且强度达不到C50砼的试配强度，活动后，通过与机制砂的对比发现，配制强度提高4.9Mpa，活动证明采用机制砂的配制强度能够满足要求。实施四、水灰比太大对策实施实践证明，水灰比的大小是确定配制强度的关键因素。最初设计配合比时，一般水灰比为0.36左右，由于受T梁高度较大，钢筋密集等影响，水灰比太小容易造成捣固不密实的现象。为了尽量降低水灰比，我们在预制C40砼T梁时，逐步做降低水灰比的试验，经过多次反复实践，预制T梁砼坍落度可以减低到78cm，水灰比可以相应调整到0.30左右。之后在配制C50砼强度时，我们在计算基准水灰比后，我们将按规范确定出两个关联水灰比出来，这样在坍落度保持不变（78cm）的情况下，进行调整用水量的试验，得出如下试验数据：水灰比与强度关系对照表强度水灰比0.330.300.367天强度(Mpa)49.052.346.228天强度(Mpa)59.662.556.2则可以得出砼抗压强度与灰水比的如下关系曲线图。灰水比3.22根据以上图形，我们结合T梁7天要达到设计强度的100%要求，选用7天强度为51Mpa的灰水比为3.22，再经过多次反复试验后，最终确定水灰比为0.31，这样能够满足设计及施工要求。调整水灰比前后，C50砼强度对比试验结果如下：实施结果：在满足施工要求的前提下，适当降低水灰比，砼的强度明显提高，能够帮助提高砼的配制强度。九、效果检查1、配制强度检查通过本次QC活动，我们重新选用了水泥和外加剂，更换溆浦砂为机制砂，调整了配合比之后，C50砼配合比的配制强度有了质的飞跃，对配制的C50砼配合比进行三个月现场跟踪调查发现，平均强度达到61.3Mpa（见下表），超过了C50砼的试配强度(60Mpa)，该C50砼配合比不但强度高，性能指标也优于其它砼。本次QC小组活动已经达到了预定的目标值，即合理选用原材料，配制出高强度、高性能的砼，达到产品内实外光的效果。 时间2004年11月2004年12月2005年1月平均最高值65.464.365.265.0最低值57.357.957.857.7平均值61.461.161.561.32、效益比较2.1 经济效益活动前，必须使用P.O52.5MPa水泥才能配制出C50砼；活动后，我们重新比较选择了水泥、砂、和减水剂，进一步优化了配合比设计，水泥用量也没有增加。从经济效益上说，大大降低了工程成本，韶峰牌P.O42.5MPa水泥比P.O52.5MPa水泥单价降低120元/T，机制砂比溆浦砂单价低20元/m3。活动前后经济效益对照表项 目数 量活动前（万元）活动后（万元）节约（万元）水泥（万元）3100T164.3127.137.2砂（万元）2600M 331.226.05.2其他（万元）28.028.00合计223.5181.142.42.2 社会效益在相邻标段机制砂试验梁不成功的情况下，在溆浦砂供应紧张且单价很高的情况下，我们优化了捣固工序和配合比设计，大胆的用机制砂替代了溆浦砂，T梁外观质量也得到了保证。用P.O42.5MPa水泥配制C50砼QC活动的成功，为怀新高速公路配制C50砼提供了宝贵的经验，也得到了业主、湖南省质检站等单位的认可和推广；并开拓了机制砂市场，同时缓解了山区高速公路材料供应紧张的压力。这项活动的效益相当显著。 通过此次活动，小组成员的质量意识、问题意识、改进意识、参与意识有了明显的提高，增强了小组成员的个人能力，提高了解决问题的信心，团队精神也得到了很大的增强，对全面质量管理的认识和相关统计技术的运用也得到了加强。九、巩固措施为了巩固活动成果，我们采取了以下措施：1、将砼的施工作业指导书下发到操作员手中，结合实际轮流举办学习班。2、经常抽查C50砼每项材料的性能，对施工所用材料进行过程控制，确保其满足规范和配合比设计的要求。3、机制砂的级配受人为操作影响比较大，要经常