提高高强混凝土一次施工合格率

1、提高高强混凝土一次施工合格率企业名称：江苏省苏中建设集团股份有限公司石家庄分公司小组名称：江苏省苏中建设集团股份有限公司石家庄分公司第八QC小组 时 间：二O一一年三月提高高强混凝土一次施工合格率选择什么课题呢一、课题介绍江苏省苏中建设集团股份有限公司承建的唐山市高科总部大厦，其总建筑高度117m，建筑面积59660.84，是唐山首座集酒店餐饮、办公为一体的智能化5A级地标性写字楼。其建筑功能需要大跨度、大空间，结构设计上采用框架剪力墙结构，其竖向结构（墙柱）采用C60高强混凝土浇筑。由于唐山抗震设防的特殊性，且唐山地区高强混凝土应用极少、我公司也是第一次在唐山使用C60高强混凝土，可供借鉴的

2、经验非常有限，高强混凝土施工质量控制是一道难题。如何做好高强混凝土的施工控制，确保高强混凝土的施工质量是施工中的重点和难点。唐山市高科总部大厦全貌二、QC小组概况江苏省苏中建设集团股份有限公司石家庄分公司第八QC小组于2006年9月组建，见小组成员简介表（表1）。 小组组成简介表 表1小组名称江苏省苏中建设集团股份有限公司石家庄分公司第八QC小组课题注册号QC(SZ)课题名称提高高强混凝土一次施工合格率平均接受QC教育课时50小时课题类型现场型活动时间10.3.810.8.18活动次数12次出勤率96%历年活动情况07、08年获得河北省优秀QC小组，09年获中建协全国优秀质量管理小组小组组成及

3、分工姓 名职 称年龄文化程度组内分工沈兆祥高级工程师45本 科组 长/统筹协调江明山高级工程师39本 科副组长/技术顾问陈小丰工程师36大 专副组长/方案策划徐 健高级工程师40 本 科组 员/方案实施朱晓勇工程师32大 专组 员/方案实施蔡 培 工程师31本 科组 员/方案实施居益民助 工24本 科组 员/方案实施鲍开华助 工37中 专组 员/实施验证顾德龙试验员28中 专组 员/试验实施肖 勇助 工26中 专组 员/实施配合王兴旺技术员39高 中组 员/实施配合田维林技术员41高 中组 员/实施配合制表：陈小丰 时间：2010.3.10三.小组活动计划小组活动进度计划与完成情况表 表2 制

4、表：陈小丰 时间：2010.3.15公司管理方针：环保安康 建时代精品 诚信守法 筑苏中丰碑四.选题理由业主要求：确保安济杯 争创鲁班奖现场存在问题：C60高强混凝土表面裂缝、有气泡，泵送性差选定课题： 提高高强混凝土一次施工合格率五、现状调查2010年3月18日，我小组邀请了唐山市高新区建设局、混凝土供应商、集团公司有关专家及设计、监理等专业技术人员针对本工程年前施工的地下室混凝土进行了验收，并通过查阅内业资料和人员访问、高强混凝土浇筑现场查看等方式对我公司施工的高强混凝土结构工程出现的问题进行了调查分析，其中实体工程检查点数90个，内业资料点数70个，检查出缺陷点29个，归纳为六大类问题，

5、做出统计表，见表2以及图1。序 号检查项目检查点合格点不合格点1墙柱实体表面气（水）泡252232表面裂纹2512133实体强度偏低504824泵送性差201285蜂窝、麻面252326其他（施工缝处理等）15141合 计16013129合格率131/160*100%=81.9%高强混凝土施工质量缺陷调查表 表3 混凝土表面气泡较严重， 混凝土表面水纹较严重， 图1 活动前混凝土表面缺陷本小组通过查阅高强混凝土施工质量统计表，对高强混凝土施工缺陷进行分类统计，见表3及图2： 高强混凝土施工缺陷统计表 表4序号质量缺陷频次累计频率1表面裂纹1345%2泵送性差872.4%3墙柱实体表面气（水）泡

6、382.8%4实体强度偏低289.7%5蜂窝、麻面296.6%6其他（施工缝处理等）1100%制表：陈小丰 时间：2010年3月22日 图2 影响高强混凝土施工质量原因排列图 制图：陈小丰 时间：2010年3月22日 结论：从排列图中可以看出，高强混凝土表面裂缝、泵送性差是影响高强混凝土施工质量的主要因素。六、设定目标经过技术攻关，采取各种有效措施确保高强混凝土施工质量一次达标，根据普通混凝土的施工经验，合格点数量能达到95%以上。高强混凝土施工在逐渐积累经验后施工控制质量应该有很大的提升空间。1、目标设定为：基本消除高强混凝土表面裂纹，泵送性差等质量缺陷，力争使高强混凝土一次施工合格率由活动

7、前的81.9%提高到活动后的95%（见图3）。图3 目标柱状图2、目标值的设定依据现 状高强混凝土质量合格点率81.9%主要因素造成的不合格率（13+8）/160100%=13.1%主要因素解决85%可达到的合格率81.9%+13.1%85%=93%结 论 高强混凝土一次施工合格率由81.9%提高至 95%目标完全可以实现七、分析原因目标确定后，小组召开了专题会议，采用头脑风暴法，就分析的问题，充分发表意见，找出各种影响高强混凝土施工质量的原因，见图4：泵送性差表面裂纹施工组织不当混凝土待泵时间太长泵送设备选择、布置不当泵管堵塞原材料不合格保温措施不当环境温度低混凝土内外温差大钢筋保护层过小混

8、凝土收缩应力大振捣方法不当混凝土内空气未能上浮混凝土骨架成悬浮结构使用油性脱模剂养护方式不当混凝土失水过快胶凝晶体收缩混凝土配合比设计不合理骨胶比过低混凝土稠度过大水泥用量偏大工作性能指标不合理图4 原因分析关联图 制图：陈小丰 时间：2010年5月20日八、要因确认（见表4） 小组全体成员对9条末端因素逐一进行验证，从中确认4条主要因素：要因确认计划表 表5序号末端因素确认标准确认方法确认过程结论确认时间确认人1混凝土配比设计不合理扩展度值应在500600mm之间查阅混凝土施工记录见附图要因10.3.10居益民2泵送设备选择、布置不当泵车压力应为18Mpa检查泵车性能参数见附图非要因10.3

9、.10居益民3振捣方式不当混凝土表面气泡率查阅混凝土施工记录见附图要因10.3.10鲍开华4施工组织不当混凝土车出站到浇筑结束应在2小时左右查阅混凝土施工记录见附图非要因10.3.10朱小勇5脱模剂使用不合理实物检验查阅混凝土施工记录见附图非要因10.3.10鲍开华6钢筋保护层不合理规范规定且不小于20mm查阅混凝土施工记录见附图要因10.3.10刘振7养护方式不当控制养护时间及方法查阅混凝土施工记录见附图非要因10.3.10鲍开华8高强混凝土保温措施不当内外温差不大于270C查阅混凝土施工记录见附图要因10.3.10肖勇9砂石不合格含泥量、针状物含量等符合规定查阅混凝土施工记录见附图非要因1

10、0.3.10顾德龙制表：陈小丰 时间：2010年5月20日确认过程末端因素一：混凝土配合比设计不合理验证时间20103.10确认方法调查分析负责人居益民、顾德龙确认情况现所用C60高强混凝土配合比，水泥用量偏大，粗骨料用量少，不利于泵送，水化热大，混凝土实体出现裂缝、气泡，强度偏低，应加以解决。结 论要 因末端因素二：泵送设备选择、布置不当验证时间20103.10确认方法调查分析负责人居益民确认情况C60高强混凝土较常规混凝土胶凝材料比重大，粘性增加，与泵管管壁间的摩擦力增大，泵送需要更多的压力贮备，本工程建筑高度117m，泵车压力应为18Mpa，选用“中联重科”生产的HBT5121S泵车满足

11、要求。原先泵管水平布置弯管太多，泵送压力损失较大，造成C60混凝土泵送困难。结 论非要因末端因素三：振捣方式不当验证时间20103.10确认方法调查分析负责人鲍开华确认情况C60高强混凝土水泥用量较多，拌合料稠度大，微观颗粒对空气、水分子吸附力大，只有充分振捣才能减少气（水）泡的产生。结 论要 因末端因素四：施工组织不当验证时间20103.10确认方法调查分析负责人朱晓勇确认情况混凝土供应未考虑浇筑速度和泵送停滞，混凝土待泵时间较长，而C60高强混凝土扩展度较常规混凝土损失的快，即不利于泵送，也不利于工程质量，必须制定合理的运输方案解决此问题。结 论非要因末端因素五：脱模剂使用不合理验证时间2

12、0103.10确认方法现场验证负责人鲍开华确认情况 由于使用油性脱模剂，引起表面气泡增加，应予以改进。结 论非要因末端因素六：钢筋保护层不合理验证时间20103.10确认方法调查分析负责人刘 振确认情况混凝土柱箍筋下料时未考虑伸长值，箍筋外皮尺寸偏大；剪力墙钢筋位置控制不严，钢筋保护层过小导致表面皲裂。结 论 要 因末端因素七：养护方式不当验证时间20103.10确认方法现场验证负责人鲍开华确认情况高强混凝土拆模后，未能及时采取保水措施，混凝土表面失水过快，混凝土中胶凝晶体收缩产生皲裂。结 论非要因末端因素八：高强混凝土保温措施不当验证时间20103.10确认方法调查分析负责人肖勇确认情况高强

13、混凝土拆模后，由于水化热较大，内外温差高达45度以上，致使柱（身）顶产生通长裂缝。结 论要 因末端因素九：砂石原材料不合格验证时间20103.10确认方法现场验证负责人顾德龙确认情况C60高强混凝土所有砂石，抽查10批，合格9批，合格率90，应加强过程控制。结 论 非要因制表： 陈小丰 日期：2010 年5 月10日小结：高强混凝土表面裂缝、泵送性差问题的要因如下： 振捣方式不当混凝土配合比设计不合理钢筋保护层不合理高强混凝土保温措施不当八、制定对策根据对各种末梢原因进行分析，我们确定了4个要因，并经过小组讨论确定了应对措施，制定了对策如表5。 对 策 表 表6序号要 因对 策目 标措 施地

14、点完成时间负责人1混凝土配合比设计不合理适当调整水泥、砂石比例，确保胶凝材料组成合理保证混凝土粘聚性、坍落度、扩展度等工作性能在规范允许范围内，减少裂缝、气泡的产生。 与出具配合比报告的仝泰实验室沟通并进行现场试拌，将原来配比中胶凝材料与粗骨料比例4：6调整为5：5，并采用高效减水泵送剂，在保证了混凝土质量的前提下改善了混凝土工作性能。现场加强坍落度控制，加大坍落度检测频率，随时对混凝土进行调整。采用水性脱模剂，使气泡和水分易于排除，减少气泡的出现。仝泰实验室2010.3.30居益民顾德龙2混凝土保温措施不合理增设保温层、包裹薄膜保水减少水化热散失，降低温降，使温差在允许范围内。 在大钢模外侧

15、嵌入聚苯板，拆模后，立即包裹第一层薄膜裹贴30厚聚苯板，再外裹一层。现场2010.3.12鲍开华王兴旺3振捣方案不合理重新编制混凝土施工方案，制定合理的混凝土振捣方案保证振捣方式能满足高强混凝土密实要求。加强对振捣指挥人员的教育，购买秒表并发给每个振捣指挥人员，严格控制振捣时间，防止过振或欠振重新对模板班进行技术交底，将高频振捣器间距调整为水平排距在1.4m左右，上下排距0.8m，并上下按梅花形布置。施工现场2010.3.20居益民王兴旺4钢筋保护层厚度控制措施不合理加强钢筋下料、制作尺寸和位置控制确保钢筋保护层厚度符合设计和规范要求 采取正确的下料计算方式和合适弯心直径，重点控制箍筋外皮尺寸

16、偏差；采用梯子筋等措施控制钢筋位置。现场2010.3.16鲍开华田维林制表：陈小丰 时间：2010年5月20日九、对策实施 实施一、针对配合比设计不合理由实验员顾德龙并请公司技术顾问钱桂林与出具实验报告的仝泰公司中心实验室沟通，由双方同时进行平行试验。通过试验配置C60高强混凝土所用的水胶比（水与胶结料的重量比）采用0.250.35，所用的水泥量不大于465 kg/m3，水泥与掺合料的胶结材料总量不大于550 kg/m3。粉煤灰掺量不大于胶结材料总量的30。泵送混凝土的砂率3444，高效减水剂掺量为胶结材料总量的0.41.5，粗骨料用量不小于1165 kg/m3，采用活性较好的矿物掺合料，使用

17、扩展度作为评价泵送性能指标。通过试验比选，采用具有高效减水引气功能的外加剂作为泵送外加剂。施工过程中，由试验员顾德龙在现场对入泵前的每车混凝土进行扩展度试验，其值在500600mm范围内的方可入泵，此范围以外的混凝土一律不许入泵。 按试验室配置的C60高强混凝土配合比的要求，逐一对原材料进行审查，检查其出厂合格证书和进场检验报告是否符合要求。混凝土原材料散装水泥以500t为一验收批，石子、砂以400m3为一验收批，外加剂以10t为一验收批。石子的检测项目为颗粒级配、含泥量、泥块含量及针、片状含量检验、压碎指标检验。砂的检测项目为颗粒级配、含泥量、泥块含量。要求搅拌站专场存放高强混凝土原材料，定

18、时抽查现场实际使用材料，是否与试验所用材料一样，并根据试验结果下达施工配合比。要求搅拌站将外加剂计量控制由手动控制调整为自动控制上料，减小人为因素影响，经过多次试验检查，减水剂上料比较精确，由原来手动控制误差在10g/盘改进到自动控制误差在1g/盘以内，满足施工规范要求。定期派员驻守搅拌站生产室配合比操作台，要求搅拌站实施24小时轮流值班制度，保证生产混凝土配合比无异常情况发生。每次搅拌高强混凝土前，要求搅拌站进行清泵处理，防止搅拌设备残留材料对高强混凝土的影响。实施效果：设计配合调整以后，通过对搅拌全过程控制，混凝土工作性能明显增强，实体气泡、水纹、裂缝明显减少，取得了预期效果。调整后安装自

19、动计量装置调整前手动计量装置 图5 计量装置调整前后对比实施二、针对保温措施不当重新制定混凝土养护保温措施并组织实施由项目技术负责人重新编制高强混凝土养护保温方案，并组织实施。裂缝的成因大概有以下几种：(l)由外荷载(如动、静荷载)的直接应力，即按常规计算的主要应力引起的裂缝以及由外荷载作用，结构次应力引起的裂缝。（2）由于温度收缩、干燥收缩、塑性收缩等因素的影响，使混凝土变形产生的裂缝。这种裂缝起因是结构要求变形，当变形得不到满足时引起应力，而且应力与混凝土结构刚度大小有关。只有当应力超过一定数值时才引起裂缝，裂缝出现后变形得到满足或部分满足，应力发生松弛。（3）高强混凝土在硬化的过程中会产

20、生大量的水化热，导致混凝土温度上升。如果热量不能很快散失，混凝土块体内部和外部的温差过大，产生温度应力，造成内部受压外部受拉。混凝土在硬化早期只有很低的抗拉强度，如果内外温差所引起的拉应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土就要产生裂缝。水泥的水化反应也将引起混凝土的体积缩小。养护保温条件对混凝土的收缩影响很大，做好养护保温对裂缝的防治有很大作用。养护14d的收缩比养护3d的收缩降低约20%。混凝土成型后应有很好的温度、湿度环境，防止大风袭击和阳光曝晒造成表面水分急剧蒸发，形成上下部硬化不均和差异收缩。小组通过试验选定养护液，拆模后立即裹贴薄膜保水，在柱（墙）顶遮盖湿毛毯；当室外气温低于200C时，在

21、大钢模外侧嵌入30厚聚苯板保温，拆模后在保水薄膜外侧加设30厚聚苯板和一层薄膜保温。冬期施工时，按照冬施方案设置火炉加温，同时迅速铺设核心筒部位顶板模板，以形成暖棚效应，尽可能地使混凝土温差在合理范围内。实施效果： 通过养护方式的改进和保温措施的加强，高强混凝土裂缝明显减少。高强混凝土施工经受了唐山冬期零下26度低温考验，经第三方检测实体强度百分之百符合设计要求。图6 混凝土保温措施实施三、针对振捣方式不当调整振捣方案，改进振捣方式，提高混凝土密实度。 改善混凝土骨架结构和改善骨料与基材的界面状态有助于提高混凝土结构抵抗内应力，防止裂缝产生。提高振捣效果能够使混凝土骨架结构形成密实结构，并使气

22、泡、流离水析出。由质检员鲍开华组织现场振捣技术交底，确定振捣混凝土时振动棒移动间距400mm左右，时间以5-15s/次为宜，采用两次振捣技术，在混凝土浇筑1h左右混凝土初凝前，对混凝土二次复振，提高混凝土密实度。振捣要适宜，不过振、不漏振，以混凝土振捣面无气泡冒出为宜。对于由于钢筋密集插入式振捣棒难以影响到的部位设置高频振捣器并按梅花形布置，加强振捣效果。安排小组成员王兴旺混凝土浇筑值班，强化对职工振捣时间、振捣间距的控制，确保混凝土有序有效振捣。实施效果：通过完善细化高强混凝土施工方案，明确了混凝土振捣方式，使小组成员和操作者有章可循，混凝土实体表面气泡低于1%，未出现肉眼可见裂缝。图7 混

23、凝土调整前后对比调整后混凝土状态调整前混凝土状态 实施四：针对钢筋保护层控制措施不合理控制箍筋外侧尺寸和钢筋位置，保证保护层厚度正确由项目施工员居益民会同小组成员钢筋班长田维林重新编制钢筋下料单，考虑钢筋弯曲伸长值，用外皮尺寸控制钢筋制作，制作现场根据钢筋直径确定弯心直径，控制制作尺寸，通过箍筋尺寸控制和梯子筋的设置，有效确保了钢筋保护层的正确图片8：钢筋网片图片实施效果：钢筋绑扎质量明显提高，绑扎观感得到了有关单位的好评，保证保护层厚度的正确，混凝土表面未出现沿钢筋走向裂缝。十、效果检查 1、对策措施全部完成后，我们对合格率情况进行了统计并画出柱形图，从图中可以看出，本次活动取得了显著成绩，

24、混凝土实体外观质量和工作性能比活动前有质的提高，基本消除了气泡和表面可见裂缝等质量通病（见图10）。活动以后达到并超过了目标值（见图11）。分项工程合格率达到100%。高强混凝土施工质量缺陷分类调查表 表7序 号检查项目检查点合格点不合格点1墙柱实体表面气（水）泡202002墙柱实体立面面裂纹201913实体强度偏低202004高强混凝土稠度大，泵送性差201825蜂窝、麻面201916其他（施工缝处理等）20191合 计1201155合格率115/120*100%=95.8%制表：陈小丰 时间：2010年5月20日图9 经过改进后的剪力墙外观效果图高强混凝土施工质量缺陷频次表 表8表示符号缺陷原因频次累计频率A高强混凝土稠度大，泵送性差240%B墙柱实体立面面裂纹160%C蜂窝、麻面180%D其他（施工缝处理等）1100%E制表：陈小丰 时间：2010年5月20日图10 活动目标柱状图3、经济效益C60高强混凝土顺利泵送，杜绝了堵管、爆管现象，缩短了工期；未出现明显裂缝，保证了工程施工质量，从而保证了工程的顺利完成，提高了工程经济效益。对策实施前后标准层混凝土