确保混凝土百年耐久性

确保混凝土百年耐久性重庆******项目QC小组发布人：***前言

******是重庆市功能最齐全、设施最先进、规模最大的博物馆，是国家为保护和展示***文物而批准兴建的国家级博物馆。******位于重庆市人民大礼堂中轴线两端，工程总建筑面积42497m2，是结构类型为钢筋混凝土框架结构的一类建筑，建筑结构安全等级及耐久性等级均为一级，建筑结构耐久年限是目前最高年限100年，相对于通常建筑物的结构耐久年限而言，***结构耐久性要求是最高等级的。同时，由于馆藏文物中，大量文物属国家级文物珍品精品，甚至属于“海内孤品”，收藏条件严格要求防潮湿防霉变。对保藏文物的库房，严格要求防漏防渗，不允许墙面有丝毫裂缝。因此提高混凝土的耐久性，保证混凝土浇注质量无裂缝，使混凝土的耐久性达到（或超过）100年是本工程要解决的首要问题。小组名称注册日期课题名称确保混凝土百年耐久性本课题活动时间2004年元月~

2005年2月课题类型攻关型活动频次2次/每月出勤率100%注册号小组成员情况序号小组成员职务QC授课时间组内分工1***总工程师72h组长（技术顾问）2***项目技术负责60h组员（反馈信息）3***项目施工负责60h组员（方案落实）4***混凝土公司技术经理60h组员（技术指导）5***总工办主任120h副组长（活动协调）6***总工办技术管理72h组员（资料整理）7***项目技术内业60h组员（统计汇总）小组概况

选题理由

1.工程设计要求：本工程结构设计使用年限100年，相对于普通建筑物结构设计使用年限多了50~30年；

2.与常规的普通混凝土的配制、施工要求不同；

3.合同约定质量要求：创重庆市巴渝杯奖、国家鲁班奖。

鉴于上述理由，我小组准备攻克这一难题，有助于提高我公司耐久性混凝土的生产和施工水平。现状调查

序号影响因素频数（份）累计频数（份）频率(%)累计频率（%）1原材料因素的影响161633.333.32混凝土的裂缝12282558.33混凝土的碳化103820.879.14混凝土的抗侵蚀性3416.285.35混凝土的抗冻性3446.291.56延迟性钙矾石反应2464.295.77其他因素2484.2100合计N=48混凝土耐久性影响因素调查表（表2）

其他因素延迟性钙矾石反应混凝土的抗冻性混凝土的抗侵蚀性混凝土的碳化混凝土的裂缝原材料因素的影响1222

C85.395.7AB79.158.391.510331633.3影响混凝土耐久性问题排列图（图一）

4842363024181260

频数（份）

N=48

1007550250累计频率（%）

混凝土结构设计规范GB50010-2002的要求

普通混凝土100年设计使用年限混凝土对混凝土总碱含量的控制不限制3.0Kg/m3对集料碱活性成分的控制不限制宜使用不含碱活性成分集料CL-的含量（最大）1%0.06%保护层厚度按常规比常规增加40%表3控制项目

混凝土类别

碳化深度与混凝土设计保护层厚度

表4

强度C20C25C30C35C40100年碳化深度（mm）54.2241.232.926.121.32设计要求规定最小保护层厚度（mm）板、墙2020202020梁3535353535柱3535353535裂缝情况调查7.5%92.5%目标设定及可行性分析

1.小组成员通过分析讨论，确定本次活动的目标为：

（1）混凝土总碱含量小于3.0Kg/m3。

（2）混凝土保护层合格率95%。（3）在防裂方面不出现超出规范要求的0.3mm及以上的裂缝和渗漏现象。

综上所述：我们有明确的目标，采取可行的策略，搭配合理的人员，我们一定可以实现本次活动的目标。

2可行性分析

A.不利条件：没有成功、可靠的经验可以借鉴。B.有利条件：（1）小组技术实力强，都是中级以上职称，其中三名高级工程师。（2）小组成员的攻关意识强，曾经在重庆市首先攻克了C70混凝土在施工现场的应用。（3）商品混凝土公司设有自己专门的实验室，试验设备齐全，检测方便。（4）公司有完善的质量保证体系，且公司领导非常重视，给予大力支持。外加剂影响混凝土耐久性原材料因素碱骨料反应具有活性SiO2碱含量高低钢筋锈蚀CL—含量高低水泥外加剂骨料拌和水原因分析影响混凝土耐久性原材料原因分析树图水灰比密实性孔隙率混凝土的保护层不够养护不良混凝土施工质量混凝土的组成环境条件掺和料水泥（用量）温度相对湿度CO2的浓度骨料混凝土的碳化影响混凝土碳化原因分析树图

混凝土裂缝分析树图混凝土裂缝非受力因素受力因素塑性收缩裂缝沉降收缩裂缝干缩裂缝振捣后，粗骨料沉落混凝土板厚未得到有效控制混凝土保护层不够坍落度过大(沉缩变形增大)水灰比过大养护不良模板过于干燥吸水大砂率过大(细骨料过多)坍落度过大(沉降变形增大)养护不良(混凝土结构成型后)混凝土过度振捣

砂石含泥量过大

外加剂

拆模过早

过早承受施工荷载

水灰比过大

后期结构自己应力水泥(品种，用量)施工影响砂率过大(细骨料过多)水泥(用量过多)要因确认序号末端因素分析论证是否要因1水泥水泥品种决定碳化速度和水泥的收缩量大小，水泥的用量也影响混凝土的收缩，水泥碱含量的高低是是否发生碱骨料反应的必要条件之一，需控制是2外加剂外加剂碱含量是混凝土总碱含量和CL－的主要来源之一，同时也影响混凝土的收缩，需控制是3骨料骨料具有活性也是发生碱骨料反应的必要条件之一，需控制是4拌和水CL－的主要来源之一，用量多少决定水灰比，需要控制是5掺和料使用合格的粉煤灰非6CO2的浓度由大气环境决定非7混凝土的保护层不够保护层厚度决定碳化速度，同时影响混凝土的收缩，需要控制是8相对湿度由气候环境条件决定非9温度由气候条件决定非要因确认表（５）10养护不良制定专项养护方案，按方案实施解决非11砂率过大增加粗骨料，使用复合砂解决非12砂石含泥量严格抽检，含泥量小于1%，易控制非13水灰比影响混凝土密实度和收缩等，容易波动，需控制是14坍落度过大混凝土性能重要指标，影响混凝土收缩，需控制是15混凝土过度振捣加强技术交底，让有经验的操作工人实施非16模板过于干燥吸水大浇注前浇足量水润湿模板，易解决非17振捣后，粗骨料沉落选级配合理的骨料非18板厚未得到有效控制跟踪抄平，设置板厚标志非19拆模过早根据混凝土早期强度，由监理和技术负责共同发拆模通知非20过早承受施工荷载混凝土终凝前禁止上人和施工作业非21后期结构自己应力由设计解决非2004年元月～2005年2月

施工现场

***使用新型塑料卡代替传统垫块

合格率大于95%

控制保护层厚度

混凝土保护层不够

72004年元月～2005年2月

施工现场

***坚持每车测试，合格使用

160-180mm

控制坍落度

坍落度

62004年元月～2005年2月

商品混凝土公司

***掺外加剂和粉煤灰

W：C控制在0.6以下

降低水灰比

水灰比

52004年元月～2005年2月

商品混凝土公司

***掺外加剂和粉煤灰

单方用水控制在180Kg以下，混凝土的CL－含量小于0.06%

减少用水量

拌和水

42004年元月～2005年2月

商品混凝土公司

***通过对骨料检测，判断骨料活性

骨料无潜在活性

选用非活性骨料

骨料

32004年元月～2005年2月

商品混凝土公司

通过比较选用CL－含量低，收缩量小，减水效果好的，并准确计量

预防钢筋的锈蚀，同时高效减水

选择适宜的外加剂

外加剂

22004年元月～2005年2月

商品混凝土公司

通过检测、查阅资料，选择低碱、收缩小、水化物Ca(OH)2含量高的水泥，并控制用量

混凝土的总碱含量小于3.0Kg/m3,预防碱骨料反应的发生，同时收缩小，吸收的CO2量多

选择适宜适量的水泥

水泥

1完成时间

完成地点

负责人

措施

达到目标

对策

要因

序号对策措施表

措施实施

小组通过查阅相关资料并做了比较，普通水泥的收缩量较小，可以减小混凝土的收缩有利于混凝土的防裂。普通水泥与其他水泥水化产物中的Ca(OH)2含量相比为最高，吸收的CO2也就最多，可以减慢混凝土的碳化，因此，我们选用了地维普通425水泥。碱骨料反应的三个必要条件之一是：水泥中的碱含量大于0.6%，水泥中的碱是混凝土中碱的最大来源，我们掺用了重电二级粉煤灰和高效减水剂，大大降低了水泥用量，从而降低总碱含量。同时掺粉煤灰也可以抑制碱骨料反应，减缓混凝土碳化反应。我们委托重庆市建科院对选用的水泥、粉煤灰、外加剂碱含量进行了检测，并计算出了每立方米混凝土总碱含量，均小于3Kg，详见表7。实施1

外加剂我们选用的是重庆***外加剂厂生产的FDN-T40-50高效泵送剂，它减水率大于18%以上，收缩量小，同时不含氯盐，不会对钢筋产生锈蚀。在混凝土搅拌时，专人对外加剂准确计量，掺用后大大降低了用水量，由原来的220kg/m3降低到现在的180kg/m3，同时提高了混凝土的工作性能。并对外加剂的碱含量做了检测，详表7。实施2

骨料具有活性也是碱骨料反应的必要条件之一，我们通过控制混凝土的总碱含量和选择非活性骨料，采取双控措施来预防。商品混凝土公司的骨料采用的是碎石、机制砂、渠河砂，经分析比较南岸、歌乐山的石矿，采用了歌乐山的石灰岩加工的碎石和机制砂，使用天然硅质渠河特细砂。经重庆市建科院检测，我们选用的骨料含泥量小于1%，都是非活性骨料。实施3混凝土颤总碱含侦量计算祥表（甜表7）砼强度等级测试项目C30C40C30UEAH（1）10%C35UEAH（1）15%C20UEAH（2）+纤维C30UEAH（2）+纤维水泥用量（kg/m3）338426304328300304水泥最大碱含量（%）0.55水泥带入混凝土碱含量（kg/m3）1.862.341.671.81.651.67外加剂掺量（kg/m3）4.065.11/4.63//外加剂最大碱含量（%）9.8外加剂带入混凝土的碱含量（kg/m3）0.40.5/0.45//粉煤灰掺量（kg/m3）567256635056粉煤灰最大碱含量（%）1.05粉煤灰有效碱含量（按1/6计）（kg/m3）0.10.120.10.110.090.1UEAH（1）总碱含量（%）0.14UEAH（1）掺量（kg/m3）///58//UEAH（1）带入混凝土碱含量（kg/m3）///0.08//UEAH（2）总碱含量（%）1.14UEAH（2）掺量（kg/m3）//34/3334UEAH（2）带入混凝土碱含量（kg/m3）//0.39/0.380.39单位混凝土总碱量（kg/m3）2.362.962.162.442.122.16拌和水摸采用的拢是自来柴水，含矩有害物饲质少，虎主要是CL－有害。通慨过掺外加竟剂和粉煤骨灰，可以纷降低用水捧量，掺的威粉煤灰可鼻以取代一鸭定量的水餐泥，也起妨固体减水碰剂的作用敬。由于选酬用的外加奸剂不含氯冒盐，因此甜混凝土中苍的CL－主要畏来源只搭有拌和撒用的自炭来水了归，经测崖定自来扑水的CL－为250m池g/Kg漠,按最高徒用水量180幅Kg，最小赞水泥用急量300香Kg计算，奥每立方异混凝土瘦中的CL－含量为0.01躲5%，低于厨规范要顾求的0.06凉%，不会土对钢筋元产生锈瓶蚀作用表。实施4采用的高害效减水剂FD，减少了藏用水量，词降低水灰亲比，将水全灰比控制缸在了0.6以下。水趋灰比降低瓦了，用水授量减少，佣混凝土的馋孔隙率减衫小，密实柜度增加，CO2的扩散速仍度减慢，柄混凝土的钓碳化速度府就慢。另仪外水灰比阿降低，收钻缩量大的挽浆体减少丑，混凝土裳的收缩也坟相应减小飘，混凝土租开裂的机作率也减小。实施5针对混凝驰土坍落度龄过大，我陪们在施工荐过程中严漏格控制混圈凝土用水棚量，按照步混凝土配化合比设计潜要求，确叉定用水量帜，控制在180城kg/宣m3以下，丈并准确叉计量。柱其次严夺格控制姻混凝土蠢坍落度惯，适当呜降低混美凝土坍雅落度对吵减少混闪凝土的携收缩、岂控制混精凝土裂脾缝有利坊。在满常足泵送汁要求的袄前提下南，我们晨将混凝撇土入泵沸坍落度灯控制在160~迟180必mm之间，对纽奉每车混凝岭土入泵前辫的坍落度腔先测试，星符合要求铁后放行使扛用。实施6本工程纯的混凝巡寿土保护绿层厚度袋：板、竭墙为20m研m；梁、柱驰为35m弊m,比普通触混凝土拴增加5~1剃0m类m，为次舞我们专训门到厂于家定做围了此种茶规格的桑工程塑泽料卡作路垫块，条这种塑硬料卡定晴位准确鼻牢固，含不会破刮碎。底少板筋用例塑料卡栽不得少待于6个/m2渡,梁钢筋用药塑料卡间银距小于800好mm。板的负抛弯矩筋帮埋扎时位置知要正确，馋将钢筋牢望固架设，糠支架的间畏距小于1m，另外叫操作人外员不得遥踩踏钢双筋作业彩。由于晚保护层汉的增厚认，混凝拦土更容污易开裂剂，为了互提高混辽凝土的价抗拉强池度，在耐每立方歼米混凝佳土中加晋入了2.5蒸kg高弹性模长量的聚乙击烯纤维，素增强了混践凝土的防续开裂能力射。实施7效果检查1.从表7中我们看排出，我们获将混凝土莫的总碱含舅量控制在3.0Kg/m3以下，工绸程使用至筒今为未发盖生碱骨料反彼应。2.通过精银心组织胃，精心奶施工，吧混凝土劣的成型餐质量非碎常好，筋做到了厉内实外忘光，在匪对混凝油土保护茶层厚度常的抽查暮中，板讽检测了210点，合格密率达95.煎2%，梁、柱幅、墙抽测140点，合格棕率达97.拆8%，超过琴了合格联率９５级％预定惧的目标粘。3.使用至今中，从未发说现不符合否规范要求耗的裂缝及储渗漏现象摘，达到预起定目标。4.经过大家足的共同努马力，工程进主体如期棕完工，一题致获得业券主、监理辣、设计及吊