提高混凝土质量的QC攻关.docx
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提高混凝土质量的QC攻关
提高混凝土质量的QC攻关
一、工程概况
永武高速公路A3合同段由桥梁、隧道、路基工程组成，其中桥梁、隧道、涵洞的总混凝土方量为10万方左右，混凝土设计强度从C15~C55不等。
工程设大大小小搅拌站共计13个。
二、QC小组情况
混凝土工程为建筑工程中的重要组成部分，凡重要结构物都是混凝土施工后的产物。
而混凝土工程的评定也主要是由构筑物外观和强度决定的，因此把好质量关，奉献精品工程的重要点即为控制混凝土施工质量。
根据项目部要求，中心试验室成立了以主任为组长、各个试验员为成员的QC攻关小组，主要针对现场混凝土施工质量开展QC攻关，解决混凝土施工中的质量问题，节约项目成本。
小组成员如下：
主要小组成员表
序号
姓名
性别
年龄
学历
职称
小组分工
1
XXX
男
46
大专
试验室主任
组长
2
XXX
男
26
本科
副主任
副组长
3
XXX
男
26
本科
助理工程师
副组长
4
XXX
男
23
大专
技术员
组员
5
XXX
男
23
大专
技术员
组员
6
XXX
男
22
大专
技术员
组员
7
XXX
女
25
本科
助理工程师
组员
8
XXX
男
24
大专
技术员
组员
9
XXX
男
27
大专
技术员
组员
小组成立后立即开展了理论学习和实际调查活动：
小组成员中分别由负责混凝土配合比设计、水泥、集料、钢筋、混凝土强度试验的人员组成。
利用业余时间学习了永武高速招标技术文件和《普通混凝土设计规范》《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》《公路工程集料试验规程》等规范，熟悉混凝土设计施工中的各个环节。
三、提出问题：
⑴由于混凝土是脆性材料，抗拉强度远低于抗压强度，在结构物中它主要是用于承受压力，且现行结构设计规范主要是以抗压强度为基础，因而在工程实践中抗压强度非常重要。
混凝土施工中由于人为或其他原因导致了混凝土抗压强度不合格，给施工生产带来巨大负面影响。
⑵混凝土的抗压强度受到多种因素影响，可能微小材料或环境的变化均会对其产生影响，像原材料、配合比设计参数、成型工艺、养护条件及测试条件等因素都是影响混凝土强度的重要因素。
⑶合理的选材、优化的混凝土设计会从根本上节约材料，从而控制项目成本。
⑷综合以上，本小组决定从原材、配合比设计等方面入手，找到控制混凝土质量的主要因素，解决施工中混凝土质量问题，避免质量事故的发生，节约成本提高工程经济效益。
四、可行性分析：
⑴小组成员为中心试验室试验人员，长期从事水泥、集料、混凝土配合比设计、混凝土试件抗压等试验，人员均为大专以上学历，素质较高，并对永武高速公路混凝土施工的原材料有深刻了解，熟知各种性能。
⑵现场施工自检中经常发现由于制作工艺及步骤错误导致混凝土强度不合格现象，只要通过宣传及对施工人员进行教育便可避免类似现象发生，措施实施方便，但效果明显。
⑶建立质量跟踪系统，从原材料性质-施工控制-试件检测整个过程建立完善的跟踪记录，从而找到问题源头，快速定位解决问题所在。
五、活动目标：
⑴混凝土工程外观质量100%符合要求。
⑵混凝土试件抗压强度100%符合要求。
⑶合理选材、优化设计从源头节省资金。
⑷通过活动提高各个人员素质。
六、活动情况
本小组决定从原材、配合比设计等方面入手，找到控制混凝土质量的主要因素，解决施工中混凝土质量问题：
1、水泥的影响
水泥对混凝土的影响取决于水泥的矿物成分及细度。
水泥强度主要来自于C3S和C3A的早期强度及C2S的后期强度。
用C3S含量较高的水泥来制作混凝土，其早期强度增长较快，但后期强度增长缓慢。
水泥细度对混凝土强度的影响也很大，随着细度增加，水化速率增大，就导致较高的早期强度增长率，而混凝土的后期强度几乎没有增长，甚至出现强度倒缩现象。
同时，在相同的条件下通过改变水泥的粒型和级配，也可以提高混凝土的强度。
因此我们以水泥细度、及3d，28d胶砂抗压强度为依据，选用水泥品种。
2、集料的影响：
⑴细集料
对于中低标号混凝土，尤其是胶凝材料偏少的混凝土，需保证细集料中细小颗粒的数量，以保证混凝土整体颗粒堆积效果，进而保证混凝土的强度。
高强混凝土要用中粗砂，尤其是当石子级配很差时，砂子以偏粗为好，细度模数约等于3.0时，混凝土的工作性最好，抗压强度最高。
⑵粗集料的影响：
根据文献显示，在普通混凝土中，水灰比相同，表面粗糙的碎石配制的混凝土强度比表面光滑的卵石配制的混凝土强度高约10%，这是由于卵石是经地质时期千万年以上形成，表面光滑活性低，虽然拌和物流动性好，但卵石与水泥砂浆的粘结力差；碎石表面粗糙且多棱角，与水泥砂浆粘结力强，同时碎石是近期加工破碎而成，表面活性较高，既有破碎时形成的表面短键产生的剩余键力，又有表面氧离子的离子化倾向，使碎石表面成为化学反应较活跃的区域，与水泥接触即发生较强的界面作用。
因此，碎石混凝土比卵石混凝土强度高，特别是低水灰比的高性能混凝土表现得更加明显。
如图1
大量研究表明：
配制高强混凝土必须选择粒径较小的集料，例如C60混凝土最大粒径一般不超过25mm，C80一般不超过20mm。
主要是由于在高强混凝土中：
1）颗粒小的骨料存在缺陷的几率小，相对比较致密，因为破碎时消除了控制强度的最大裂缝故强度比大颗粒的高；
2）小颗粒的骨料可降低骨料与水泥石界面的应力差；
3）水泥浆与单个石子界面的过渡层周长和厚度都小，难以形成较大的缺陷；
4）小颗粒的骨料增加了与水泥浆的粘结面积，使粘结强度提高；
5）在混凝土拌合物中，颗粒大的骨料下沉速度快，造成的混凝土内部分布不均匀，影响混凝土的强度。
3、外加剂的影响
⑴减水剂的影响
通过小组人员学习讨论后，总结出混凝土的抗压强度与水泥石本身的孔隙率密切相关，而孔隙率的大小与水灰比及水泥的水化程度有关。
当加入减水剂后，因其减水作用可明显降低水灰比，提高混凝土的抗压强度。
减水剂的分散作用可以强化水泥的水化程度，同时，水泥浆中掺入适量减水剂，能使水泥浆早期水化产物生长有所延缓，这种延缓作用将使其水化产物生长得更加充分、完整，从而使感化水泥石的网络结构更加致密。
⑵调凝剂的影响
常用的调凝剂主要有缓凝剂、早强剂和速凝剂，该类外加剂的应用主要是调节混凝土的凝结时间或改变混凝土强度发展规律。
混凝土缓凝剂或缓凝性减水剂对混凝土的早强强度发展不利（尤其是当缓凝剂掺量较大的情况下），但掺加缓凝剂后混凝土的后期强度均较空白混凝土强度略有提高。
混凝土早强剂一般可以增加C3S组分水化速率和强度发展速率，对提高混凝土构件早期强度有利，但后期强度增长缓慢，对混凝土后期强度影响不大或略有降低（当掺加量较大时）。
混凝土的速凝剂主要应用于喷射混凝土，可以使混凝土迅速终凝，形成强度，但对混凝土后期强度影响较大，使混凝土强度有较大损失（一般损失10%~30%）。
其影响见图2
4、配合比设计参数的影响
⑴水胶比的影响
对于给定的材料，强度只取决一个因素——水灰比.其原因：
水灰比决定水泥浆体的孔隙率》但随着高性能混凝土的迅速发展，矿物掺和料已成为高性能混凝土必不可少的第六组分，水灰比概念也逐渐被水胶比所取代，而水胶比对混凝土抗压强度的影响，很大程度上取决于矿物掺合料的种类、活性以及取代量等因素。
⑵浆集比的影响
在高性能混凝土中混凝土的强度受到骨灰比的影响，再早期骨灰比对强度的影响不如水胶比的影响，但后期时，骨灰比对强度的影响已经赶上了水胶比对强度的影响。
基于最佳浆骨比设计的混凝土其早期抗压强度和后期抗压强度均达到最优效果。
⑶砂率的影响
据日本资料介绍，平均坍落度每提高20mm,砂率相应增加1%，而强度无明显变化。
中国建筑科学研究院发表的试验数据也证明，水灰比为0.55-0.53时，砂率再34%-46%间变化对强度无明显影响。
5、搅拌和成型工艺对混凝土抗压强度的影响
机械的强化方法主要指振动搅拌。
振动搅拌就是再搅拌的同时加以振动的作用，使水泥颗粒处于处于颤动状态，从而破坏水泥凝聚团，使水泥颗粒均匀分布。
同时，振动搅拌使水泥颗粒的运动速度加快，增加有效的碰撞次数，加速水泥颗粒表面水化生成物向液相扩散的速度，使水泥水化加速。
此外，还可净化骨料表面，增加水泥和骨料间的粘结力。
因此，振动搅拌能有效地提高混凝土的强度，且混凝土拌合料的流动性也有所改善。
现场实际的搅拌顺序却主要的取决于人为的主观想法，并不是按照科学
6、要因确定
理论上的主要影响因素上面已经详细列出，经过现场调查，总结出以下影响混凝土工程质量具体原因
序号
末端因素
确认方法
验证情况
验证人
要因确认
1
搅拌站搅拌机操作人员技术水平差
现场考核
通过问答形式考核
小组成员
主要原因
2
水泥强度波动
通过试验检测
各批次材料不均匀，但都是合格的
小组成员
非原因
3
配合比设计不合理
复试和比较
总体配合比合理
小组成员
非原因
4
集料不稳定
试验检测
原料产地发生变化使指标改变
小组成员
非原因
5
外加剂使用
现场抽查
外加剂加入计量不准确
小组成员
主要原因
6
搅拌时间
现场抽查
搅拌站观察
小组成员
非要因
7
试件制作不规范
现场观测
人员素质不高
小组成员
主要因素
8
混凝土用水量过大
现场观测坍落度
欲得到更好的流动性而加水
小组成员
主要因素
制表人：
温名威日期：
2008年8月15日
4.混凝土用水量过大
七、制定对策
序号
要因
对策
目标
措施
负责人
期限
备注
1
搅拌站操作人员技术水平差
对人员培训和教育
熟练掌握各个程序
由组长组织培训
XXX
2008.9.30
2
外加剂使用不当，计量不准
校验仪器对人员进行教育
让人员认识到重要性，准确计量
安排专人教育盯守
XXX
2008.9.30
3
试件制作不规范
对现场人员演示并下发注意事项
试件制作必须规范
安排组员检查
XXX
2008.9.30
4
混凝土用水量过大
严格控制用水量
混凝土和易性良好
观测坍落度
XXX
2008.9.30
八、对策实施
实施一、组织各搅拌站搅拌机操作人员进行学习，针对操作中不规范、惯性问题进行分析，并列举出常见几项问题，印发给各个操作人员。
学习后组织理论和实际操作考核来检验实际效果。
实施二、请计量认证部门定期进行标定，并组织试验室人员对计量器具进行定期的自校、自检，保证设备良好的运行状态和精确的称量标准。
对于操作人员进行教育讲清厉害关系杜绝主观因素造成的错误。
实施三、组织组员到施工现场进行演示，对试件制作的过程详细讲解，并检查成果，经项目部同意，对作业队伍实行奖罚措施，如试件制作不规范导致严重后果的对作业队罚款5000~10000元。
实施四、严格控制混凝土用水量，要求作业队伍必须按照试验人员计算的施工配合比用水量来拌制混凝土，试验人员对混凝土拌合物进行坍落度测定，必须要让拌合物达到设计坍落度的规定范围之内，严禁不合格混凝土浇筑到现场。
九、效果确认
1、QC小组通过以上几个实施措施PDCA循环，对现场的混凝土施工质量进行全面跟踪控制，在施工生产中起到了非常重要的作用。
使现场混凝土质量有了显著的提高。
2、对于混凝土试件的控制起到明显效果，经过长期跟踪后，使试件合格率达到100%消灭了不合格试件的产生。
3、经过对原材料的控制，选择了价格合理、质量优秀的料源进入现场从而提高了质量，又节约了成本。
十、标准化
1、严格规范现场的标准化施工，原材料标识、配合比标识、标准化作业指南、设备操作规程等悬挂于施工现场。
2、严格了考核制度，建立了奖罚机制，调动职工的责任感和积极性。
十一、持续改进
1、认清发展形式
混凝土是建筑工程最主要的材料，决定着工程质量和成本两大重要因素，可以说是建筑工程的灵魂，研究、运用好混凝土将带来巨大的经济效益和企业信誉。
2、从我做起增强责任感
从我们QC小组的调查来看，人员的素质也起着决定性的作业，每个作业人员必须要有大局观和责任感，这样才能保证优质工程，才能创造效益。
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