减少大体积混凝土施工的温度裂缝09.1.4.doc

减少大体积混凝土施工的温度裂缝QC 小 组 名 称 ：直 属 第 三项 目 部 QC 一 组发 布 人 : 赵连威发 布 时 间 ： 2008 年 12 月 中铁六局北京铁建有限公司一小组简介本QC小组成立于2008年1月，全体成员均接受过 QC教育。小组概况如下：小组名称直属第三项目部QC一组课题名称减少大体积混凝土施工的温度裂缝小组类型现场型组长任金龙小组成员10人教育时间48小时活动日期2008.12008.3活动次数3次小组成员:序号姓名性别年龄职务文化组内职务1任金龙男45项目经理本科组长2赵宏远男29项目总工本科副组长3于广涛男27技术主管本科组员4赵连威男36实验员大专组员5商会江男24技术员大专组员6陈海南男25技术员本科组员7周可超男25技术员本科组员8李萌男24实验员本科组员9段金龙男24实验员本科组员10杨孝忠男24技术员大专组员二工程概况南仓疏解区工程位于京沪线K129+100K132+500外侧,京津城际105+700109+100内侧。地形条件十分复杂，施工区段内存在大面积水塘，既有地面松软，淤泥较多，无自然进出施工道路，需做大面积临时施工便道及场地硬化。施工场地狭小，地下电缆、管线纵横交错。本施工段有特大桥三座，全长3.827km，152孔，193个墩台，其中框架墩45个。主要工程数量汇总表序号项目名称单位数量备注1钻孔桩根945长护筒96根2桥台个63墩身个1934T梁片3045轨道工程km11.356路基土方万m359三选题理由公司要求：对结构工程做到质量创优，实现大体积混凝土墩身的施工裂缝合格率达到95%。存在问题：在灌注到第4个墩柱时，发现混凝土表面呈现出絮状裂缝，其宽度有一些是超标的，影响外观质量。还有189个墩未施工，为保证剩余工程的质量，必须解决这个问题。因为施工中，我们的养护工作是严格按照规范按规定进行的。所以我们在分析研究时首先想到温度，温度作用引起的钢筋混凝土裂缝即温度裂缝，是钢筋混凝土结构物中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑结构的抗渗能力，影响建筑结构的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑结构的承载能力以及外部感观。 选定题目：减少大体积混凝土施工的温度裂缝四. 现状调查混凝土表面裂缝检测频次，每一结构或构件不少于三处，每处不少于10点，混凝土小于1m3的单个构件不少于5个点。依据上述检测规定，对已经养护完成的四个大体积混凝土墩身进行了检测，检测结果如下： 检测编号测点超限点数（宽度大于0.20mm）1102101102210010210131001011024100101101总计12013合格率89.17%五. 设定目标经过分析研究，制定本次活动的目标如下：目标：实现大体积混凝土墩身的施工裂缝合格率达到95%。六. 原因分析通过分析，我们着重研究分析影响大体积混凝土施工的裂缝因素。只有找出各种影响因素后，我们才能针对不同的因素进行解决。我们QC小组采用的是鱼刺图分析法。 对大体积混凝土施工裂缝的产生分析具体见下图： 养护 钢筋布置不合理原材料机人骨料级配不合理水泥用量过大片面追求施工进度责任心不强温度裂缝未用减水剂粉煤灰掺量过低养护设备不完善运输时间过长施工操作人员不规范振捣不利浇筑温度过高未采用分层浇筑养护温度不够养护时间不足外界温度过低出机温度过高养护措施不到位环境法七. 要因确认序号项 目要因确认确定方法是否要因负责人1缺少培训岗前培训时间少，准备不足。持证上岗率要达到100%调查分析是于广涛2检查不严，教育不够由于管理人员检查不严，导致已制定的各种规章制度不能落到实处，工人的责任心不强，各项工作均受到影响调查分析否商会江3片面追求进度严格按施工组织进行调查分析否赵宏远4罐车运输时间过长搅拌站距离现场距离适中,约2000m现场调查否赵连威5养护设备不完善采用塑料布养护，容易破损,导致温度，湿度达不到要求现场调查是段金龙6水泥用量过大或颗粒过细水泥用量过大或颗粒过细导致水泥在水化过程中的水化热过高调查分析是李萌7骨料级配不合理，含泥量过大粗骨料采用二级级配，含泥量1%；细骨料采用中砂，含泥量2.5%，符合规范要求调查分析否赵连威8钢筋布置不合理现场严格按设计配筋布置，配筋合理现场调查否于广涛9振捣振捣方法不符合规范要求现场调查是陈海南10分层浇注施工过程严格按施工规范要求分层浇筑，最大摊铺厚度不大于600mm现场调查否周可超11出机温度混凝土运输过程中产生水化热，由于罐车运输时间，转速符合要求，无需考虑。现场调查否杨孝忠12浇筑温度过高浇筑温度严格按规范要求控制在5300C现场调查否赵连威13养护时间不够严格按规范要求进行养护现场调查否于广涛14养护温度达不到规范要求由于养护设备落后，养护时的温度达不到规范和设计要求,即：砼芯部与表层，表层与环境之间温差200C现场调查是李萌15养护措施不到位只是单一的依靠保温，保湿措施，未采取降低混凝土内部温度，降低混凝土内外温差的措施现查调查是段金龙16外界温度过低环境气候因素无法解决现场调查否商会江经过调查分析，确认要因如下： 振捣工缺少培训，机械操作能力不强。 水泥用量过大导致水泥在水化过程中的水化热过高。 混凝土入模后振捣不利，导致水化热不均。 养护措施不到位，不能有效降低混凝土内外温差。八. 制定措施 综合上述5条主要原因，我们QC小组成员集思广益，制定了如下对策表：序号要因对策目标措施地点时间负责人1工人培训时间不足坚持对所有参与振捣人员进行培训制度人员符合岗位要求，达到持证上岗率为100%加强质量意识培训，进行振捣操作能力达标考核。会议室现场3.15赵宏远2水泥用量过大调整配合比降低水泥用量降低水泥水化过程中的水化热通过试配优选配合比现场 试验室3.15赵连威3混凝土入模后振捣不利加强人员培训，合理选用振捣设备使混凝土均匀密实，水化热均匀对操作人员进行岗前培训，合理选用及布置振捣设备，适度振捣。会议室 现场3.16段金龙4养护措施不到位及时测温；检查养护设备；降低温差，保证养护质量检查养护设备及材料的完整情况；按规范要求测温并记录；现场3.16李萌九. 实施对策：n 实施一：水泥熟料单矿物的水化热见下表：水化时间(d)水化热（J/0.01g）C3S（硅酸三钙）C2S（硅酸二钙）C3A（铝酸三钙）C4AF（铁铝酸四钙）34.10.797.17.2174.60.797.861.84284.81.848.452.0水泥在水化过程中产生大量热量，如果以水泥用量350550Kg计算，每m混凝土将放出1750027500KJ的热量，从而使混凝土内部温度升高，通常在浇筑温度的基础上升高350C左右。如果每减少100Kg水泥用量而用等质量的矿物外掺料代替，就会使混凝土内部温度降低150C左右，从而降低混凝土内部与外部的温差。因此，经研究和探讨以下列要求为依据重新设计并计算配合比： 依据铁路混凝土与砌体工程施工质量TB102142003的规定 增加掺用优质粉煤灰、磨细矿渣粉等矿物掺和料或复合矿物掺和料 尽可能减少混凝土胶凝材料中的水泥用量。改进前的配合比：项目水泥细骨料粗骨料水防冻剂粉煤灰矿粉每m砼用量（Kg）360755105518011.84020配合比12.102.930.430.0330.1110.056改进后配合比:项目水泥细骨料粗骨料水防冻剂粉煤灰矿粉每m砼用量（Kg）305755105518011.85050配合比12.483.460.440.0390.1640.164配合比改进后，每立方米混凝土水泥用量减少5.5Kg。计算55Kg水泥水化过程的最终放热量： 配合比改进前后所用水泥都为，PO42.5,其水化热为330KJ/Kg.则： Q=5533000018150000J计算55Kg水泥水化过程中使混凝土升高的温度： 混凝土比热在1000J/Kg0C ,容重为2400Kg/m则：T=18150000/（10002400）=7.60C 可见调整配合比后，减少55Kg水泥用量，就可以降低混凝土内部温度7.60C。换言之就可以缩小混凝土内外温差7.60C，这在整个大体积混凝土浇筑，养护过程中是至关重要的。n 实施二：混凝土浇筑过程中，随时对混凝土进行振捣并使其均匀密实。振动棒插入混凝土后，上下移动变换位置，幅度为5cm10cm，以利于排出混凝土中空气，振捣密实。每插点应掌握好振捣时间，过短过长都不利，每点振捣时间一般为20s30s。待混凝土表面基本液化泛出灰浆，不再下沉、不再出现气泡时，方可拨出振动棒。振动棒插入点布置排列均匀，采用“行列式”，按顺序移动，不应混用，以免造成混乱而发生漏振。每次移动位置的距离应不大于振动器作用半径（R）的1.5倍。振动棒的作用半径（通常为振动棒半径的8倍10倍）一般为300mm400mm。棒振捣应垂直地插入新浇筑混凝土内，并进入尚未凝固的前一层混凝土50100mm。振捣过程中振捣棒与侧模应保持50100mm的距离。安质检人员在混凝土振捣过程中进行旁站，以避免重复振捣，同时木工检查了模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，防止在振捣混凝土过程中产生漏浆。表层混凝土振捣完成后，进行了及时修整、抹平混凝土裸露面，待定浆后再抹第二遍并压光或拉毛。n 实施三：进行质量意识培训，开展岗位教育，明确各项要求，加强监督职能。为此我们项目部组织了技术、安检部门依据措施一共同编制了质量、安全意识教材，由按质检人员利用业余时间，组织砼振捣工共28人进行基本理论知识学习，并现场示范对其进行培训，培训过程如下：编制教材确定讲解人员及示范人员组织人员进行培训进行理论考核合格者上岗不合格者不允许进行振捣操作最终，经过指导培训后，25人合格，3人不合格予以清出施工现场不准其进行振捣作业，绝对保证持证上岗率达到100%n 实施四：由QC小组组长主要负责，试验员协助。依据天气预报选择合理的浇筑时间，尽可能避开当时或当日大气温度高峰值，并选择昼夜温差较小时进行大体积混凝土施工；试验员负责浇筑前对模板、砂石料进行测温，决定是否用冷水冲洗冷却，降低温度；与混凝土搅拌站交涉，尽可能压缩混凝土运输时间，减少运输过程升温；按水平薄层法浇筑，层厚控制在30cm以内，充分利用初凝时间间隔，控制浇筑速度，充分散热。由QC小组人员对现场使用的养护设备进行全面检查，对老化设备进行更换，未经标定或标定超期使用的设备一律重新检验。测温仪器初次使用的全部重新标定，并记录在案。养护物资有破损的应及时修复，无法修复则上报更换。对大体积混凝土进行14 d养护，养护期间混凝土的芯部与表层、表层与环境之间的温差不超过20。升温期间，升温速度不大于l0/h，恒温期间混凝土内部温度不超过60，降温期间，降温速度不大于l0/h。混凝土带模养护期间，采取带模包裹、浇水措施进行保湿、潮湿养护。混凝土去除表面覆盖物或拆模后，对混凝土采用浇水进行潮湿养护 。任意养护时间，淋注于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度时，二者间温差不得大于15。养护期间混凝土的芯部与表层、表层与环境之间的温差不超过20。混凝土养护期间，由实验员做好测温工作，每6小时测一次并做好记录。混凝土养护期间，对混凝土的养护过程作详细记录，并建立严格的岗位责任制。 十. 效果检查通过QC小组的活动，我们完成了上述各项措施，并经过一段时间的考验后，由试验员对进行QC活动以后所有墩的温度裂缝进行统计。结果如下： 从上述直方图可以看出，活动后，合格率从89.17%上升到98.11%，超出既定目标3.11%，大体积混凝施工温度裂缝的控制能力有了显著的提高。十一.经济效益与社会效益经济效益： 每立方米砼节省水泥55Kg,剩余墩台工程的砼总放量为14501方，即节约水泥1450155=797555Kg，约798吨。以等量的矿物外掺剂替代，即每方用25Kg的粉煤灰和30Kg的磨细矿渣粉取代。水泥单价：420元/吨，粉煤灰单价：70元/吨，磨细矿渣粉单价：50元/吨。计算节省资金： 420798 （7014501251000+5014501301000）47128 元社会效益：它提升了大体积混凝土的施工水平，提高大体积混凝土施工质量，为中铁六局赢得了良好的信誉，拓宽了公司在天津乃至全国的建筑市场。十二. 巩固措施 通过完成大体积混凝土温度裂缝的控制，我们制定了大体积混凝土温度裂缝控制指导倡议书，并在以后的工作中继续贯彻执行。十三. 体会及下一步打算 通过组织QC活动，加强施工队伍的培训，提高人员的素质，完善质量管理体系。进一步完善责任制度、明确责任、并通过施工积累经验，并将经验运用到施工中，不断提高大体积混凝土的施工质量。通过完成大体积混凝土温度裂缝的控制，为大体积混凝土保质保量完成提供了有力保障，得到了监理单位和天津市政府的一致肯定。 京津城际动车组开往滨海新