《降低影响混凝土结构耐久性的缺陷率.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《降低影响混凝土结构耐久性的缺陷率.doc（12页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、降低影响混凝土结构耐久性的缺陷率山东电力建设第二工程公司莱州项目部砼心QC小组选题背景：华电莱州发电有限公司（21000MW级）工程属华电集团在环渤海湾建造的国际一流火力发电厂，规划为81000MW规模。（一）术语解释：1、混凝土结构的耐久性：是指混凝土结构抵抗周围介质不利因素长期作用的性能。2、混凝土结构耐久性缺陷：是指因为混凝土结构抵抗外界不利因素的能力降低，不能达到结构的设计使用年限。通常，耐久性缺陷是可以修复的。耐久性缺陷不合格与混凝土强度不合格有着本质的区别。混凝土强度不合格将会影响到结构的稳定性和安全性，被判定为强度不合格的混凝土构件，需要拆除返工或重新变更设计，因此混凝土强度不合
2、格是不可修复的。本成果有关数据的统计都是在现场混凝土强度合格的前提下进行的。（二）环境分类和作用等级表1：环境分类和作用等级(2005年出版的混凝土结构耐久性设计与施工指南（CCES 01-2004）要求)环境类别环境描述环境条件大气区作用等级示例类海水氯化物引起钢筋锈蚀的近海或海洋环境轻度盐雾区：离平均水位15m以上的海上大气区，离涨潮岸线100m外至300m内的陆上室外环境-D靠海的陆上室外构件桥梁上部结构构件重度盐雾区：离平均水位15m以内的海上大气区，离涨潮岸线100m以内的陆上室外环境-E靠海的陆上室外构件桥梁上部结构构件华电莱州电厂属海滨电厂，有大型的运煤码头，部分地上建筑物离海距
3、离不足50米。属典型的类近海或海洋环境，部分结构环境作用等级为D（严重）级。一、小组概况项 目 部华电莱州项目部单 位检测中心小组名称砼心QC小组课题类型攻关型小组成立时间2010年03月登记时间2010年04月姓名性别年龄文化程度职务、职称组内分工组内职务陈云飞男47本科主任顾问组长张永先男41研究生公司副总项目经理组织策划组员韩长利男46本科高工组织策划组员张 杰男29本科主管方案制定组员李广晋男40本科主任课题指导策划组员陈良勇男29本科专工具体试验实施组员潘 勇男23本科技术员具体试验实施组员张 良男21专科试验员具体试验实施组员制表：潘勇 2010年03月05日“建精品、夺金奖”。公
4、司指标二、 选题理由验收发现：前期施工的锅炉基础171个承台，共有43个承台存在影响混凝土结构耐久性的缺陷，缺陷率为25.1%，直接影响着混凝土结构耐久性。 选择课题单位现状降低影响混凝土结构耐久性的缺陷率三、现状调查现状1：为分析现状，小组成员首先查阅了混凝土结构耐久性设计与施工指南（CCES 01-2004）第6.3.1节，对混凝土耐久性缺陷分类情况进行了解，如表：表3：影响混凝土耐久性的因素序号影响因素说明备注1混凝土的密实性质量现场混凝土配合比设计和施工因素需要考虑2混凝土保护层厚度根据环境条件由设计院进行设计不需考虑3引气混凝土的引气含量我标段施工混凝土未有引气要求不需考虑4氯盐环境
5、下混凝土氯离子扩散系数我标段施工混凝土中已采用大掺量矿物掺合料不需考虑现状2：小组对2009年7月到9月施工完的24个锅炉基础和33个电除尘基础，共57个独立基础进行了验收检查，其中有80个影响混凝土结构耐久性的缺陷点，并进行了分类统计，如表四：表4：影响混凝土结构耐久性缺陷统计表序号项目标准缺陷频数（个）累计频数（个）累计百分比（%）1混凝土裂缝宽度不大于0.20mm373746.252混凝土不密实回弹法间接测算316885.003钢筋保护层厚度达设计要求87695.004混凝土氯离子含量不应超过胶凝材料重的0.1%37998.755其它因素/180100.00根据统计数据作排列图如下： 结
6、论：由于钢筋保护层厚度、混凝土氯离子含量影响混凝土结构耐久性的缺陷很低，不予考虑，但是混凝土裂缝和混凝土的密实性占混凝土耐久性缺陷的85.00%，因此是影响混凝土结构耐久性主要问题，也是本次小组活动重点解决的问题。图1：影响混凝土结构耐久性质量缺陷排列图数据统计及制表：潘勇 2010年03月10日四、设定目标目标测算：混凝土耐久性缺陷率为25.1%，混凝土裂缝和混凝土不密实占总缺陷的85.00%，若解决两个问题的95%，缺陷率可降低到4.53%。计算如下：83.75%25.1%95%=20.27%25.1%-20.27% 4.53% 由于我们小组人员多是技术人员，两名试验人员工作多年，完全能够
7、解决主要问题的95%。考虑到现场其它因素的影响，因此将目标设定为混凝土结构耐久性缺陷率降低到5.0%以下！12模板变形人员振捣不熟练过振模板拼缝不严水泥强度不合格烂根离析、泌水漏振砂、石含泥量大上部浮浆厚漏浆外加剂与水泥的适应性不好含泥量大混凝土裂缝养护不到位碳化深度大混凝土不密实干缩水胶比大粉煤灰用量大未保持混凝土表面湿润温度应力作用砂率小配合比设计不合理未及时洒水并加盖毛毡额外加水水化热高水泥用量大图2：原因分析关联图绘制：张杰 日期：2010年03月15日五、原因分析末端原因：1、模板变形。2、未及时洒水并加盖毛毡。3、水泥强度不合格。4、额外加水。5、人员振捣不熟练。6、砂、石骨料含泥
8、量大。7、水泥用量大。8、粉煤灰用量大。9、外加剂与水泥的适应性不好。六、要因确认确认一： 因 素模板变形确认时间2010.03确 认 人张良确认方法查阅记录标 准模板的接缝处不应漏浆根据施工要求，全场混凝土施工采用级模板，模板拼缝采用双面胶带进行密封。根据GB 50204-2002混凝土结构施工质量验收规范模板安装要求，模板接缝不得漏浆，并在监理验收时全数检查我们小组通过查阅#2锅炉基础工程模板安装工程检验批质量验收记录表，作为一般项目，监理（建设）单位验收栏记录签字为“经检验，符合要求”。因此判定为非要因。结论非要因确认二： 因 素未及时洒水并加盖毛毡确认时间2010.03确 认 人张良确
9、认方法查阅混凝土养护记录标 准采用普通硅酸盐水泥混凝土浇水养护时间不得少于7天小组成员华建辉对现场混凝土工程养护记录情况进行了调查统计，混凝土浇筑成型后，表面覆膜并加盖毛毡。终凝后连续浇水养护14天。养护时间抽检统计表养护项目养护方法养护时间养护周期具体实施电除尘覆膜及加盖毛毡洒水浇注完毕后立即开始连续养护14天张 良A列挡土墙连续养护14天张 良烟道工程连续养护14天张 良制表：张良时间：2010年03月20日结论非要因确认三：因 素水泥强度不合格确认时间2010.03确 认 人潘勇确认方法查阅资料标 准水泥强度不得小于42.5MPa。水泥强度抽检统计表我们小组对每一批的进场水泥均会进行试验
10、，根据厂家提供的材质单以及合格证，委托部门的委托单出具合格的试验报告。报告编号水泥强度标准值水泥强度实测值结论SN091203-01 42.5MPa47.8 MPa合格SN091221-0245.6 MPa合格SN100103-0146.1 MPa合格SN100115-0148.6 MPa合格 制表：潘勇 日期：2010年03月20日结论非要因确认四:因 素额外加水确认时间2010.03确 认 人陈良勇确认方法现场确认标 准严禁额外加水“严禁在现场给混凝土额外私自加水”已明确写入技术交底中，并明确规定，当混凝土过于粘稠，坍落度过小时，须拉回搅拌站，加同水胶比的水泥浆。通过现场调查，混凝土浇筑时
11、有专门的质检人员旁站监督。现场混凝土施工坍落度抽检统计表施工项目跟踪次数施工时间坍落度过大次数坍落度（mm）产生的后果处理方式具体实施#2锅炉基础302009.072009.122100难以泵送施工运往搅拌站加入同标号砂浆陈良勇105#2引风机基础182009.102010.02190难以泵送施工陈良勇#2电除尘基础102009.082009.12195难以泵送施工陈良勇制表：陈良勇 日期：2010年03月22日搅拌楼称重系统通过计量所的检定，皆在合格有效期范围内，混凝土搅拌前经过技术交底，并有监督人员随时监督检查。通过查阅搅拌楼的搅拌记录显示，搅拌人员严格按照配合比及操作规程进行配料施工，不
12、存在额外加水情况。结论非要因确认五： 因 素人员振捣不熟练确认时间2010.03确 认 人张杰、张良确认方法现场调查和查阅资料标 准使用2年以上振捣经验的熟练工种小组成员查阅了2009年6月28日、9月1日和9月12日锅炉基础施工技术交底记录，经了解振捣工为熟练工，都有着3年以上工作经验，且参与了技术交底，现场监棒人员施工日志记录齐全，未见过振或振捣时间不够等记录。混凝土振捣统计表施工项目振捣方式振捣时间跟踪次数产生的后果结论具体实施#2锅炉基础插入式1530密实耐久性良好张良#2电除尘基础插入式1818密实耐久性良好张良#2引风机基础插入式1521密实耐久性良好张良制表：张良 日期：2010
13、年03月22日结论非要因确认六： 因 素砂、石骨料含泥量大确认时间2010.03确 认 人潘勇确认方法查阅记录资料标 准依据普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准，砂子含泥量3.0%，泥块含量1.0%；石子含泥量1.0%，泥块含量0.5%；小组成员华建辉查阅当时约3000方混凝土用的砂、石原材试验报告，对其含泥量和泥块含量进行了调查统计：砂子石子报告编号实测值结论报告编号实测值结论SA09061801含泥量 2.0%泥块含量 0.3%合格SI09060801含泥量 0.5%泥块含量 0.2%合格SA09062801含泥量 2.1%泥块含量 0.2%合格SI09060802含泥量 0.6%泥块含量
14、 0.1%合格SA09070301含泥量 2.2%泥块含量 0.2%合格SI09060901含泥量 0.4%泥块含量 0.2%合格SA09072901含泥量 2.2%泥块含量 0.6%合格SI09061101含泥量 0.6%泥块含量 0.2%合格SA09073001含泥量 2.1%泥块含量 0.1%合格SI09061801含泥量 0.7%泥块含量 0.1%合格制表：潘勇 日期：2010年03月23日由上表统计得知，砂子和石子的含泥量、泥块含量指标皆在标准范围以内，因此含泥量的影响判定为非要因。结论非要因确认七：因 素水泥用量大确认时间2010.03确认人张良、潘勇确认方法查阅记录资料加现场调查
15、标 准混凝土入模后的内部最高温度一般不高于70。我们小组成员对已施工完成的大体积混凝土24个基础承台的测温记录进行了统计分析如表：最高温度仅有四个基础承台在70控制线以下。而混凝土浇筑后水泥水化凝固时最高温度达曾到74.3，超标。混凝土内部最高温度记录统计表施工项目施工时间温度#2锅炉基础2009.072010.172.171.873.470.971.868.672.868.366.073.2#2引风机基础2009.122010.373.671.672.367.073.572.271.272.8#2电除尘工程2010.22010.372.573.874.073.074.370.2 结论要因确认
16、八：因 素粉煤灰用量大确认时间2010.03确认人张杰、张良确认方法现场调查、查阅资料标 准粉煤灰取代水泥百分率为1520%。小组成员对现场出现浮浆的混凝土进行调查，查阅配合比执行情况，并统计了混凝土当中水泥和粉煤灰的单方用量，计算得出粉煤灰占胶凝材料的比例统计见下表：序号混凝土强度等级水泥用量（kg）粉煤灰用量（kg）胶材用量（kg）粉煤灰取代水泥百分率（%）偏差1C2022710032730.6超出2C3030010040025.0超出3C3533410844224.4超出4C403848546918.1符合制表：张杰 日期：2010年03月20日统计发现，常规配比中的粉煤灰的掺量除了C4
17、0强度等级的没有超出，其他的都超出标准范围。结论要因确认九： 因 素外加剂与水泥的适应性不好确认时间2010.03确认人张杰、陈良勇确认方法现场调查标 准控制混凝土的坍落度在17020mm小组成员，通过试验室试验调查发现，加入外加剂的混凝土离析严重；骨料与浆体严重分离，泌水严重。北京中建宏业科技发展有限公司，较济南拓能新型建材有限公司外加剂同掺量下，初始流动性小；流动度经时损失较小；掺量递增，流动度变化稳定；浆体均匀无异常，说明该外加剂性能稳定。济南拓能新型建材有限公司，较北京中建宏业科技发展有限公司外加剂同掺量下，初始流动性大；流动度经时损失较大；掺量递增，流动度增长较大；浆体均匀，表面有细
18、密气泡泌出，说明该外加剂减水性强，掺量对混凝土性能影响较大。结果分析：外加剂掺量少、流动度大、流动度损失小、浆体无结块沉淀，则表现为外加剂对水泥适应性好，可作为选择对象。随后小组成员经与外加剂厂家交流分析，确认为外加剂与水泥的适应性不好，外加剂中的减水成分与水泥不适应。结论要因七、制定对策要因确认以后，我们小组按照5W1H方法，针对3条主要因素，分别制定了对策，确定了目标，制定了可行的措施。表5：对策表序号要因对策内容目标措施地点完成日期负责人1水泥用量大 矿粉等量代替水泥，减少水泥用量重新设计配合比1、 矿粉占胶凝材料的50%以上。2、 大体积混凝土的温度控制在70以下，1、通过试验确定矿粉
19、等量替代水泥的用量 2、通过胶砂试验确定粉煤灰的掺量。 3、掺入萘系高效减水剂复合少量引气剂，确定用量。4、对策目标检查。 1）、对实施之后的单方混凝土中水泥用量进行对比。跟踪检测混凝土温度。2）、对单方混凝土中粉煤灰的掺量进行对比。3）、跟踪检测混凝土用水量，坍落度、保水性、黏聚性和流动性等。 现场2010.05张杰潘勇陈良勇2粉煤灰用量大降低粉煤灰的掺量粉煤灰掺量降低到20%以内搅拌站2010.05张杰张良潘勇3外加剂与水泥的适应性不好参入萘系高效减水剂复合少量引气剂满足现场混凝土和易性要求，坍落度控制在（16020）mm试验室2010.05张杰张良潘勇制表：张杰 日期：2010年03月2
20、6日八、对策实施1.查阅标准规范，研读论文资料召开小组会议，对照 CCES01-2004混凝土结构耐久性设计与施工指南第6章混凝土原材料选择要求：增加矿物掺合料品种和掺量，讨论矿粉等量代替水泥在我们莱州项目部实施的可行性。根据混凝土结构耐久性设计与施工指南要求：对每立方米混凝土中胶凝材料总量不仅有最低限制，且也有最高限制。见下表：表6：混凝土强度等级C30C40C50C60水泥和矿物掺合料总量不宜大于 400 kg/m3450 kg/m3500 kg/m32. 试验实施1）材料选型我们按照同一配合比（C40），分别选用龙口、济南、临沂进行试配试验。龙口和济南矿粉所拌合的混凝土，出机状态基本一样
21、，流动度及和易性好，无泌水，无浮浆;临沂矿粉：第一盘坍落度为110mm；第二盘坍落度105mm。并出现泌水现象. 依选材就近原则，我们采取了龙口的矿渣粉小组全体成员对若干厂家生产的矿粉进行了选型，确认为与水泥同一厂家生产的矿粉性能最好，质量最优。选用泛林集团生产的S95等级矿粉作为水泥的替代掺合料。2）确定掺量根据规范要求，理论上矿粉可以替代水泥用量的90%。另据研究表明：矿粉会随着掺量的增加，其强度会呈先上升后下降的趋势。为了找到此三种材料的最佳比例，我们做了如下验证和调查：水泥28天胶砂强度是衡量水泥强度合格与否和强度富余系数的重要标志。因此，如果我们用水泥胶砂强度试验的标准，配置三种材料
22、的比例，其28天强度可以达到纯水泥强度的标准，即可以采取。用水泥胶砂强度试验，我们先来验证我们刚才讨论的结论，并期望找到一个最佳的比例，使得某个比例的28天胶砂强度与纯水泥28天胶砂强度基本吻合。粉煤灰掺量分别用0、10%、15%、20%；矿粉掺量分别用0、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%。进行组合试验。表7：掺不同比例粉煤灰、矿粉胶砂强度统计表粉煤灰掺量强度MPa矿粉掺量0%10%15%20%0%57.751.549.245.610%58.055.052.548.820%61.757.155.052.830%63.160.757.454.340%64.160.856.9
23、53.550%63.158.954.353.160%59.354.853.548.170%55.251.244.542.1绘制：张杰 日期：2010年04月25日我们小组对以上试验图表分析可以得出三个结论：.单掺矿粉和粉煤灰与矿粉双掺的胶凝材料体系一样，强度随着矿粉掺量的增加先上升后下降；.随着粉煤灰掺量的增加，胶凝材料的强度会逐渐降低；.由表中可以看出，当矿粉掺量为30%，粉煤灰掺量为15%时，此种体系胶砂强度与纯水泥强度基本吻合，偏差0.5%。我们小组根据以上得出的验证结论，进行大量的试配组合，最终确定如下四种强度等级的配合比：表8：实施前工地常用配比单位用量表强度等级水泥粉煤灰矿粉胶材总
24、量矿物掺合料掺量用水量外加剂水胶比28d强度60d强度C20A227100032730.6%1856.540.5823.124.0C30A300100040025.0%18010.000.4534.936.8C35A334108044224.4%17511.930.4241.041.6C40A38485046918.1%17512.020.3946.948.2表9：实施后工地常用配合比单位用量表强度等级水泥粉煤灰矿粉胶材总量矿物掺合料掺量用水量外加剂水胶比28d强度60d强度C20B 1256013031560.3%1506.000.4922.826.2C30B 1657013036554.8
25、%15510.220.4237.242.3C35B1957015041553.0%16010.380.4039.745.6C40B2006016042052.3%15510.500.3945.349.1备注：以上表六和表七配合比材料用量单位为kg，下角标为A的是原始胶凝材料体系用量，即“水泥+粉煤灰”；下角标为B的是新的胶凝材料体系用量，即“水泥+粉煤灰+矿粉”。以下用A、B分别代替两种胶凝材料体系的称谓。结论：实施前和实施后混凝土的28天和60天强度均合格，且实施后的混凝土60天强度要高于实施前混凝土。3.现场搅拌生产在2010年04月至07月期间我们按照重新设计的配合比，共生产混凝土方量约
26、11000 m3，用于锅炉基础、电除尘基础、圆形煤场的施工中。 4.对策目标检查检查一: 我们对重新设计后的配合比中水泥用量进行了调查统计，发现这四个强度等级的单方混凝土水泥用量占胶凝材料总量全部降到了50%以下。表10：单方混凝土水泥用量对比表强度等级水泥粉煤灰矿粉胶材总量水泥占胶凝材料总量百分比（%）A/BABABABABABC20 22712510060013032731569.439.7C3030016510070013040036575.045.2C3533419510870015044241575.647.0C403842008560016046942081.947.6绘制：陈良勇
27、 日期：2010年07月05日检查二： 小组成员通过对矿粉等量替代水泥后施工的26个锅炉基础大体积混凝土结构测温记录查阅，并作出大体积混凝土最高温度控制图，发现混凝土的最高温度在同条件下均保持在70以下。绘制：张良 时间：2010年07月05日 检查三：通过对实施前后粉煤灰和矿粉的掺量比例统计，发现实施之后的单方混凝土中粉煤灰掺量全部降低到20%以下。表11：单方混凝土粉煤灰用量对比表强度等级水泥粉煤灰矿粉胶材总量粉煤灰占胶凝材料总量百分比（%）A/BABABABABABC20 22712510060013032731530.619.0C3030016510070013040036525.01
28、9.2C3533419510870015044241524.416.9C403842008560016046942018.114.3绘制：潘勇 2010年07月05日检查四： 用萘系高效减水剂复合少量引气剂后，不但混凝土的用水量减少了，坍落度反而大幅增加，初始坍落度在200mm，30min后坍落度为185mm，满足17020mm坍落度的要求。混凝土的保水性、黏聚性和流动性等性能良好，浇筑于混凝土表面无泌水。现场监理抽查（如左图）验证达到目标设计要求。通过四项检查，我们发现对策目标全部实现。九、效果检查1、目标值检查2010年07月29日，小组对活动后施工的26个锅炉基础和37个电除尘基础共计1
29、89个基础承台进行了验收检查，只有7个承台存在耐久性缺陷，缺陷率在3.7% 表12：活动后耐久性缺陷统计表序号项目规范要求缺陷1钢筋保护层厚度达设计要求22混凝土氯离子含量不应超过胶凝材料的0.1%13混凝土裂缝宽度不大于0.20mm34混凝土不密实回弹法间接测算1实施前 目标值 实施后 绘制：张杰 日期：2010年07月10日 效果说明：由于在小组活动的同时，对于其他问题也采取了相应措施，因此实际目标值低于小组活动设定的目标值。2.经济效益。实施完成后我们对两种体系混凝土的单方用料进行了成本分析：表13：混凝土单方成本分析表强度等级水泥粉煤灰矿粉胶材总量用水量外加剂砂子石子单方成本（元）差价
30、（元）C20 A22710003271856.548151035169.737.53C20 B125601303151506.008301020162.20C30 A300100040018010.007851040203.0018.41C30 B 1657013036515510.228071027184.59C35 A334108044217511.937161069218.9917.46C35 B1957015041516010.387501035201.53C40 A38485046917512.027851020234.8529.09C40 B2006016042015510.507
31、651040205.76说明所有材料每方（吨）单价由物资公司提供，其中水泥：348元/吨；石子：51元/方；砂子：53元/方；粉煤灰：110元/吨；矿渣微粉：259元/吨；外加剂：2450元/吨。制表：张杰 日期：2010年07月12日实施后共完成的混凝土量统计如下，根据上表十一测定的混凝土单方节约成本，统计共计节约成本如下表：表14：实施后混凝土完成方量与成本核算表强度等级C20C30C35C40完成方量（万方）1.5 1.81.21.8单方节约成本（元）7.5318.41 17.4629.09共计节约成本（万元）11.29533.13820.95252.362合计节约成本（万元）117.7
32、47 制表：张杰 日期：2010年07月12日本次活动花费成本：水泥等各种原材料成本约为4000元，ISO标准砂购买成本为5000元。共计成本为0.9万元。经济效益=117.747万元-0.9万元=116.847万元。3.社会效益此次活动，有效降低了混凝土施工中产生的影响混凝土结构耐久性的缺陷，并推广应用到整个工程中，提高了本工程混凝土结构的耐久性，取得了良好的效果。同时，用矿渣微粉作为混凝土掺入料不仅可以等量代替水泥，降低了混凝土生产成本；而且还解决了高炉炉渣废料对环境污染的问题，为国家节约了大量不可再生的宝贵资源。十一、巩固措施为了保证成果的巩固，经工程部等部门确认之后，我们将重新设计的配
33、合比上报公司检测中心，纳入公司作业作业指导书中，为以后的工程作参考。巩固期效果：为验证本次活动效果，我们对2010年7月份后施工的建筑物进行了跟踪验收，证明取得了良好效果。十二、总结与下步打算通过砼心QC小组的这次活动，不仅完成了业主对混凝土的质量目标的要求，也为我公司降低了生产成本，增加了效益，解决了影响混凝土耐久性缺陷的主要问题。小组成员更加注重团队协作，开拓创新。同时也掌握了运用统计工具及分析方法。“用心做事，创新发展”是我公司的工作理念，持续改进是我们QC小组活动的宗旨。下一步，我们将对影响混凝土抗渗、抗冻融作用进行调查分析。提高混凝土的抗渗等级和抗冻融次数。附件：1：电力建设工程土建试验室资质等级证书2、 合格试验人员名单3、 监理对我公司清水砼质量奖励通报4、 工程质量验收单5、 经济效益证明附件：
