QC提高低本底特种混凝土的合格率

目录一、工程概况二、小组简介三、选择课题P、计划阶段四、现状调查五、设定目标六、原因分析七、确认主要原因D、实施阶段八、制定对策九、对策实施C、检查阶段十一、制定巩固措施A、总结阶段十二、总结和下一步打算十、效果检查建筑规划用地面积52402平方米总建筑面积：94937平方米主要建筑功能：法规标准制定、核安全审评验证、核应急及反恐、辐射监测、核安全监督功能国核项目2#实验及综合业务楼地下三层布置低本底铅室、地下二层布置低本底铁室，通过后浇带与四周结构分开，后浇带内基础、墙柱、顶板全部采用低本底特种混凝土，且厚度均不小于800mm。为保证实验精度要求，实验室对空气吸收剂量率、本身原材料放射性核素比活度有限值要求。目前全国在建与投入使用的低本底实验室只有2个，低本底实验室建成后将是国内体量最大、设备最先进、精度最高的低本底实验室。

二、小组简介1、小组简介课题名称提高低本底特种混凝土的合格率小组名称特种混凝土QC小组成立时间2016年6月11日小组人数14人计划活动时间2016年6月11日～2017年6月3日注册号ZCB-06-01-(2016)课题类型攻关型计划活动次数22次制表人：审核人：时间：2016年6月11日低本底特种混凝土设计要求（1）低本底实验室平均空气吸收剂量率控制在30nGy/h以内；（2）低本底特种混凝土强度达到C35强度等级，坍落度控制在180±20mm。行业现状（1）空气吸收剂量率控制到60nGy/h；（2）低本底特种混凝土强度离散性大，坍落度不稳定。选定课题提高低本底特种混凝土的合格率

三、选择课题制图人：审核人：时间：2016年6月12日

四、现状调查

QC小组奔赴新疆、四川已建成的低本底实验室进行特种混凝土的配制和检测情况进行调研，汇总、整理检测数据如下表所示：

低本底特种混凝土质量检查表

表1序号项目检查数量不合格点合格点合格率（%）1放射性核素比活度1006436362低本底特种混凝土和易性1006040403R快(混凝土快速强度)10059595合计30012917157

低本底特种混凝土质量问题统计表

表2序号问题项目频数（个）累计频数（个）频率（%）累计频率（％）1放射性核素比活度646449.649.62低本底特种混凝土和易性6012446.596.13R快(混凝土快速强度)51293.9100时间：2016年6月30日根据统计表和排列图可知：1、放射性核素比活度不合格；2、低本底特种混凝土和易性不合格。这两种质量问题是低本底特种混凝土需要克服的两个最主要问题。低本底特种混凝土质量问题排列图

四、现状调查时间：2016年6月30日五、设定目标

(1)低本底特种混凝土合格率达到95%：1）低本底铅室距离地面1m处空气吸收剂量率应≤25nGy/h、低本底实验室内平均空气吸收剂量率控制在30nGy/h以内；2）低本底特种混凝土强度达到C35强度等级，和易性满足施工要求。1、目标值设定2、目标设定依据如果完全解决低本底特种混凝土两个最主要的质量问题，可以将低本底特种混凝土质量合格率提高到1-（1-57%）*（1-96.1%）=98.3%。考虑第一次施工此类工程,小组设想将问题解决到95%。

低本底特种混凝土质量合格率目标柱状图制图人：审核人：时间：2016年7月2日

六、原因分析低本底特种混凝土和易性不合格问题原因分析系统图QC小组成员利用头脑风暴法，

针对低本底特种混凝土“放射性核素比活度不合格、低本底特种混凝土和易性不合格”的主要质量问题进行讨论，将可能造成这两个问题的原因，整理绘制出造成质量问题的系统图:放射性核素比活度不合格问题原因分析系统图制图人：审核人：时间：2016年7月4日

七、确认主要原因要因确认计划表制表人：审核人：时间：2016年8月5日序号末端因素确认方法负责人确认时间序号末端因素确认方法负责人确认时间因素1无岗前培训调查分析陆东2016.7.13因素12温度现场测量孙永平2016.7.30因素2未定期对计量设备进行校核调查分析孙永平2016.7.14因素13操作人员责任心不强调查分析陆东2016.7.13因素3未定期对搅拌机械进行保养调查分析孙永平2016.7.14因素14搅拌机械未清理干净调查分析孙永平2016.7.25因素4骨料粒径不合理试验朱佳乐2016.7.25因素15外加剂放射性核素比活度不合格现场测量刘俊磊2016.7.21因素5骨料级配不合理试验朱佳乐2016.7.25因素16粗骨料放射性核素比活度不合格现场测量刘俊磊2016.7.21因素6水泥掺量不合理试验李晋谦2016.7.25因素17细骨料放射性核素比活度不合格现场测量刘俊磊2016.7.21因素7用水量不合理试验李晋谦2016.7.25因素18水泥放射性核素比活度不合格现场测量刘俊磊2016.7.21因素8砂率不合理试验李晋谦2016.7.28因素19水放射性核素比活度不合格现场测量刘俊磊2016.7.21因素9外加剂掺量不合理试验李晋谦2016.7.28因素20储存期间混入杂质调查分析刘子贤2016.7.8因素10搅拌时间不合理试验李晋谦2016.7.30因素21运输过程中混入杂质调查分析刘子贤2016.7.6因素11投料顺序不合理试验李晋谦2016.7.30因素22检测工具未鉴定合格调查分析张树潮2016.7.21

通过上面两个施工质量系统图分析共找出22个末端因素，QC小组运用调查分析、现场测量、试验3种方法一一进行分析。末端因素一：无岗前培训确认时间2016年7月13日确认方法调查分析责任人陆东确认过程小组成员经调查，混凝土搅拌站操作、试验等人员培训记录完整。在试配低本底特种混凝土前，对参与试配的10位人员进行了岗前培训，并对培训情况作考核，考核优良率达100%。末端因素二：未定期对计量设备进行校核确认时间2016年7月14日确认方法调查分析责任人孙永平确认过程（1）混凝土搅拌站采用电脑控制，各组分单独计量；（2）在混凝土试配过程中，小组成员密切观察，计量系统未出现异常情况；按照设备说明书要求定期对搅拌站的各种电子称量设备进行标定效验。搅拌站人机一体化控制系统末端因素三：未定期对计量设备进行保养确认时间2016年7月14日确认方法调查分析责任人孙永平确认过程经调查，混凝土搅拌站在实际操作中，严格按照规定要求对搅拌机械进行维护保养，且维护保养记录齐全。非要因非要因非要因末端因素四：骨料粒径不合理确认时间2016年8月3日确认方法试验责任人朱佳乐确认过程根据新疆中心提供的配合比方案，在不改变混凝土其它原材料量的情况下，按照粗骨料最大粒径31.5mm和25mm分别进行试验，检验其对低本底特种混凝土和易性合格率的影响。检验结果如下表所示：

确认时间2016年8月3日确认方法试验责任人朱佳乐确认过程

根据新疆中心提供的配合比方案，在不改变混凝土其它原材料量的情况下，以下表中骨料级配为基准，调整级配，检验其对低本底特种混凝土和易性的影响。检验结果如下表所示：

末端因素五：骨料级配不合理要因要因末端因素六：水泥掺量不合理确认时间2016年7月25日确认方法试验责任人李晋谦确认过程在不改变混凝土其它原材料量的情况下，以水泥用量398kg为基准，以10kg为调幅，调整水泥用量，检验其对低本底特种混凝土和易性的影响。末端因素七：用水量不合理确认时间2016年7月25日确认方法试验责任人李晋谦确认过程在不改变混凝土其它原材料量的情况下，以用水165kg为基准，以5kg为调幅，调整水量，检验其对低本底特种混凝土和易。

确认时间

2016年7月28日确认方法

试验责任人李晋谦确认过程在不改变混凝土其它原材料量的情况下，以外加剂掺量9.99kg为基准，以0.1kg为调幅，调整外加剂掺量，检验其对低本底特种混凝土和易性合格率的影响。

末端因素八：砂率不合理末端因素九确认时间

2016年7月28日确认方法

试验责任人李晋谦确认过程在不改变混凝土其它原材料量的情况下，以外加剂掺量9.99kg为基准，以0.1kg为调幅，调整外加剂掺量，检验其对低本底特种混凝土和易性合格率的影响。外加剂掺量不合理非要因非要因非要因非要因末端因素十：搅拌时间不合理确认时间2016年7月30日确认方法

试验责任人李晋谦确认过程在不改变其他试配条件的情况下，以《混凝土结构工程施工规范》规定以5S为调幅，逐步增加搅拌时间确认时间

2016年7月30日确认方法

试验责任人李晋谦确认过程

调整低本底特种混凝土计量材料的投料顺序（试配时按照粗骨料、水泥、细骨料的投料顺序）

确认时间

2016年7月30日确认方法

现场测量责任人孙永平确认过程小组按照新疆中心提供的配合比方案，分别在一天中的三个时段（早晨7点，中午14点，晚上21点）进行试配，检验温度对低本底特种混凝土和易性的影响，环境温度的记录结果以及和易性的检测结果如下表所示：末端因素十二：温度末端因素十一：投料顺序不合理非要因非要因非要因末端因素十三：操作人员责任心不强确认时间2016年7月13日确认方法调查分析责任人陆东确认过程拟用于低本底实验室的特种混凝土，其原材料放射性核素比活度的检测结果是由中国辐射防护研究院工程所试验分析得到。研究院的试验人员为专业技术人员，均经过系统的培训和考核，且院内岗位职责清晰，奖罚明确，不存在因人员责任心不强导致检测错误的问题。

末端因素十四：搅拌机械未清理干净确认时间2016年7月20日确认方法

调查分析责任人孙永平确认过程小组成员经调查，混凝土搅拌站的搅拌主机配有自动清洗装置，每次作业完成后均在两小时内，将主机所有接触混凝土部位清洗干净，不存在搅拌机械未清理干净即开始下次搅拌的现象。

非要因非要因末端因素十五：外加剂放射性核素比活度不合格确认时间2016年7月21日确认方法现场测量责任人刘俊磊确认过程

如果采用放射性核素比活度超限的原材配制混凝土，将直接导致低本底特种混凝土放射性核素比活度不合格。

非要因确认时间2016年7月21日确认方法现场测量责任人刘俊磊确认过程

如果采用放射性核素比活度超限的原材配制混凝土，将直接导致低本底特种混凝土放射性核素比活度不合格。

末端因素十六：粗骨料放射性核素比活度不合格末端因素十七：细骨料放射性核素比活度不合格确认时间2016年7月21日确认方法现场测量责任人刘俊磊确认过程

如果采用放射性核素比活度超限的原材配制混凝土，将直接导致低本底特种混凝土放射性核素比活度不合格。要因要因末端因素十八：水泥放射性核素比活度不合格确认时间2016年7月21日确认方法现场测量责任人刘俊磊确认过程

如果采用放射性核素比活度超限的原材配制混凝土，将直接导致低本底特种混凝土放射性核素比活度不合格。

要因确认时间2016年7月21日确认方法现场测量责任人刘俊磊确认过程根据中国辐射防护研究院工程所的建议，混凝土拌合物用水只需采用天然矿物质水或自来水，其放射性核素比活度数值较低，对低本底特种混凝土的空气吸收剂量率影响较小。末端因素十九：水放射性核素比活度不合格末端因素二十：存储期间混入杂质确认时间2016年7月6日确认方法

调查分析责任人刘子贤确认过程商混站原材料均按照类别单独存储，且有专人负责管理。非要因末端因素二十一：运输过程中混入杂质确认时间2016年7月8日确认方法

调查分析责任人刘子贤确认过程（1）原材料在加工厂加工后直接由专车运往商混站，不存在混入杂质问题；（2）原材料和试块在送检前，均进行了封样处理，运输过程中不会混入杂质。末端因素二十二：检测工具未鉴定合格确认时间2016年7月21日确认方法

调查分析责任人张树潮确认过程空气吸收剂量率由辐射防护研究院工程所试验得到。院内各种试验设备及检测仪器在国际上均处于领先地位，不存在检测工具未鉴定合格问题。非要因非要因非要因4、骨料粒径不合理5、骨料级配不合理经过对以上22个末端因素进行分析和验证，最终确定5个主要原因1、水泥放射性核素比活度不合格2、粗骨料放射性核素比活度不合格3、细骨料放射性核素比活度不合格八、制定对策

QC小组针对以上找出的5条要因进行专项分析研究，小组成员认真分析每条要因，集思广益，积极献言献策，并制定对策分析表：要因1~3水泥、粗骨料、细骨料放射性核素比活度不合格对策按照放射性限值要求进行原材比选。目标比选出放射性核素比活度：水泥：Ra-226≤29.7，Th-232≤18.1，K-40≤203.7；粗骨料：Ra-226≤4.9，Th-232≤5.3，K-40≤37；细骨料：Ra-226≤4.9，Th-232≤5.3，K-40≤37。措施

按照放射性限值要求在全国范围内进行原材取样，经现场粗测合格的样品，交由中国辐射防护研究院工程所进行试验分析，经测试分析符合要求的原材才可以选用。负责人梁华地点全国完成时间2016年8月26日水泥、粗骨料、细骨料放射性核素比活度要因对策分析表对策表要因4对策分析表要因4骨料粒径不合理对策粗骨料最大粒径取20～40mm（中石）。目标选出最优粗骨料最大粒径。措施根据粒径限值，结合专家意见，明确粗骨料最大粒径。负责人朱佳乐地点商混站完成时间2016年8月26日要因5对策分析表要因5骨料级配不合理对策骨料采用连续级配目标（1）选出最优的粗、细骨料级配；（2）配制出坍落度在180±20mm，强度等级为C35的低本底特种混凝土。措施（1）通过正交试验法设计试验方案；（2）验证试验方案；（3）试验结果分析；（4）反复试配以逼近最优方案；（5）试验验证确认最优方案。负责人朱佳乐地点商混站完成时间2016年8月30日九、对策实施QC小组赴灵寿县、张家口、太原及新沂等市县，共筛选出15家30个石英砂样品，12家15个水泥样品符合设计规定的放射性核素比活度限值材料。对低本底实验室基建材料所需的水泥、石英砂、石英石等主要材料中的放射性核素进行检测。对策实施一：按照放射性限值要求进行原材比选1、石英砂：QC小组将带回30个样品经详细测试分析，最终确定放射性核素比活度最低的灵寿县石英砂做为低本底混凝土骨料原材。石英砂放射性核素比活度（单位：Bq/kg）序号样品编号核素含量(Bq/Kg)备注Ra-226Th-232K-4012-1＜1.0＜1.6＜7.3灵寿（发黑）22-2＜0.91＜1.6＜6.5灵寿（发白）33-1＜0.93＜1.5＜9.3新沂2、水泥：QC小组将带回15个样品经详细测试分析，最终确定河北金隅鼎鑫水泥作为低本底混凝土的胶凝材料。水泥放射性核素比活度（单位：Bq/kg）序号样品编号核素含量(Bq/Kg)备注Ra-226Th-232K-4012-119.418174

河北金隅鼎鑫水泥（核电专用）22-224.921.5180

河北金隅鼎鑫水泥（泰山中联）通过全国取样比选，最终QC小组筛选出放射性低于设计计算限值的原材料，攻克低本底特种混凝土放射性核素比活度难以满足设计要求难题，为低本底特种混凝土后续工作的开展奠定了坚实基础。对策一实施效果验证制表人：审核人：时间：2016年9月14日

粗骨料选用粒形良好、质地坚硬的石英石，石英石最大粒径满足：粗骨料粒径的限值

石英石在满足最大粒径限制要求的条件下，综合考虑粗骨料可加工性、经济性和特种混凝土工作性能及现场泵送要求，确定粗骨料最大粒径为25mm。结构种类最大粒径尺寸构件不应超过构件截面最小尺寸的1/4混凝土实心板（1）不宜超过板厚的1/3；（2）不应超过40mm钢筋混凝土不应超过钢筋最小间距的3/4对策实施二：粗骨料最大粒径取20～40mm（中石）经专家论证会讨论，确定低本底特种混凝土的骨料最大粒径值宜为25mm。对策二实施效果验证

粗骨料在混凝土其它原材料用量不变的情况下，采用不同级配的骨料进行混凝土试配，通过正交试验法，小组反复试配以逼近最优方案，得出低本底特种混凝土的最优级配量级，并形成级配筛分数据表，决定选用下列配合比配制C35低本底特种混凝土：

a.水泥：PN42.5核电工程用的硅酸盐水泥400kg；

b.粗骨料级配：筛孔（mm）25.020.016.09.54.752.36底料筛出量（g）512181801722829274151分计（％）0.124.436.014.416.65.53.0累计（％）02460759297100c.细骨料级配：筛孔（mm）2.361.180.630.3150.18底料筛出量（g）11467594291127分计（％）22.813.411.88.418.225.4累计（％）2336485675100粗骨料级配筛分比细骨料级配筛分比d.砂率：0.42；对策实施三：骨料采用连续级配QC小组对通过正交试验法验证，配置出强度满足设计要求的C35混凝土，且坍落度控制在180±20mm范围内。小组有效解决了低本底特种混凝土泌水、无法泵送、强度不稳定等问题，利用技术保障有效提升特种混凝土质量。对策三实施效果验证序号项目允许值检查数量不合格点合格点合格率（%）1低本底特种混凝土坍落度180±20mm50248962R快100%50050100合计

10029898低本底特种混凝土质量检查表制表人：审核人：时间：2016年9月29日

低本底特种混凝土搅拌

低本底特种混凝土出机

低本底特种混凝土坍落度检测十、效果检查1、低本底特种混凝土质量2016年10月10日，QC小组组长组织小组成员对低本底特种混凝土质量进行全面检查并对各检验项目进行汇总。共检查300点，合格295点，不合格5点，其中放射性核素比活度合格率为100%，低本底特种混凝土和易性合格率为95%，R快合格率为100%，混凝土合格率98.3%＞95%的目标值，顺利完成预定低本底实验室特种混凝土合格率达到95%的课题目标。

时间：2016年10月12日序号项目测量点不合格点合格点合格率（%）1放射性核素比活度10001001002低本底特种混凝土和易性100595953R快1000100100合计300529598.3特种混凝土强度检测报告十、效果检查2、低本底特种混凝土结构成型后空气吸收剂量率低本底实验室的空气吸收剂量率是否满足设计要求，必须在低本底特种混凝土成型后进行现场实测，为了检验低本底特种混凝土最终成型质量，中国辐射防护研究院工程所专业人员进行现场检测，检测结果良好，检测结果如下表所示：

空气吸收剂量率检查表制表人：审核人：时间：2017年5月3日序号项目测量位置是否达到设计要求1空气吸收剂量率低本底铅室正中心位置距离地面1m处是低本底实验室内平均空气吸收剂量率是中国辐射防护研究院工程所专业人员现场测量现场测量结果3、社会效益

低本底实验室施工完成后，