研制高强高性能混凝土

研制高强高性能混凝土

推动混凝土技术开展三兴检测中心试验室QC小组一、概况：采用水泥、砂、石、高效减水剂等外加剂和粉煤灰、超细矿渣、硅粉等矿物掺和料，以常规工艺配制的C50～C80级混凝土，称为高强高性能混凝土。高强高性能混凝土包含两个方面：①新拌混凝土要求高工作性；②硬化混凝土要求高强度的同时还要求具有高耐久性。另外，高强高性能混凝土的含义还应包括节约资源、不破坏环境、符合可持续开展的原那么。1、定义2、影响因素

影响混凝土高强高性能的最主要因素有两个方面：一是混凝土中硬化水泥浆体的孔隙率、孔分布和孔特征；二是混凝土硬化水泥浆体与集料的界面。要想提高混凝土的强度和耐久性，必须降低混凝土中水泥石的孔隙率，改善孔分布。为改善混凝土中硬化水泥浆体与集料界面的结合情况，应设法减少在集料—浆体界面上主要由Ca(OH)2晶体定向排列组成的过渡带的厚度，从而增强界面物理连接或化学连接的强度。3、小组概况姓名性别年龄职务小组活动情况缪育男41副总工

小组正规活动次数30次，成员出勤率100%，正规活动累计时间200余小时。非正规活动经常开展。张晓红女38副总工单玉芹女38/王丽娜女36/赵元萍女36/朱健莉女42/二、选题理由：理由Ⅰ：混凝土技术的开展促进了现代经济和工业及科技的进步，没有混凝土的开展就没有经济和科技的开展，也没有人类文明的进步。理由Ⅱ：高强高性能混凝土在工程中的应用，很大程度上减少了混凝土结构和尺寸，从而降低混凝土结构的自重乃至整个建筑物的自重，使高层建筑、大跨度建筑构件的建造可以提高到一个新的水平。理由Ⅲ：高强高性能的含义包括了节约资源、不破坏环境、符合可持续开展的原那么。随着我国经济的开展和建筑科技的进步，高强高性能混凝土在建筑工程中应用的比例将会逐年加大。试验检测机构应更加重视高强高性能混凝土的研究和应用，使高强高性能混凝土的技术获得更快的开展。三、目标：1、确定目标值目标确保研制的高强高性能混凝土在工程上应用率达100%2、目标分析国投新集口孜东矿工程部在年初询问我们试验室是否能配制C50～C80五个强度等级的高强混凝土。当时，试验室一方面面临着搬迁，环境和设备条件都有限；二方面从未接触过C50以上混凝土配合比的设计及试配，所有技术人员及试验员确实有点儿害怕。但是对新技术的开发及研制是试验室的技术突破以及近二十万的试验费用鼓励着我们。试验室立即成立攻关型QC小组，开始高强高性能混凝土的研制工作。研制后的配合比可以全部用以国投新集口孜东矿工程。所以，我们制定了确保研制的高强高性能混凝土在工程上使用率达100%的目标值。四、现状调查：随着我国经济的开展和建筑科技的进步，高强高性能混凝土在建筑工程中应用的比例将会逐年加大。我们QC小组针对研制高强高性能混凝土的主要技术途径和措施展开了调查和讨论。根据调查和讨论结果，我们用头脑风暴法归纳如下：研制高强高性能混凝土的主要技术途径和措施高强高性能混凝土配合比设计水泥掺合料集料外加剂选用42.5级以上水泥选用水化热低的水泥水泥用量不宜过大选用活性超细粉选用硅灰SiO2≥85%选用磨细矿渣选用磨细粉煤灰砂细度模数砂含泥量不≥1.0%石针片状含量不≥1.0%石针片状含量不≥1.0%选用高效减水剂与所用水泥适应性好减水率≥20%-25%坍落度经时损失小影响混凝土高强高性能的主要因素研制高强高性能混凝土的主要技术途径和措施称料高强高性能混凝土的试配搅拌成型水泥精确至0.1kg集料精确至0.5kg外加剂精确至0.5g活性超细粉精确至0.5g搅拌用水精确至10ml砂水泥超细粉外加剂先干拌加碎石干拌30秒加一半水拌和水全部加完搅拌时间≥180秒测定坍落度送入养护间标准养护振动台振实１至２小时后抹平１天后编号拆模五、原因分析：根据现状调查情况，我们分析了混凝土高强高性能的影响因素，绘制了因果图。混凝土高强高性能的影响因素人员方法材料环境仪器技术不熟练观念陈旧有畏难情绪设计存在误区局限于普通砼加料顺序有误无资料借鉴无国标行标试模尺寸偏差称量器具未校准水泥强度等级低外加剂减水率小掺合料性能差操作室条件差面临搬迁养护室温湿度达不到六、要因确认：QC小组根据现状调查和原因分析的结果，请教了省内外混凝土专家，依据原材料的特性并根据专家及技术人员的意见〔共收集整理了150条意见〕整理归纳了影响因素排列图。专家及技术人员意见频数统计表影响因素频数累计频数累计比率(%)水泥强度等级低434328.7外加剂减水率小367952.7掺合料性能差3211174.0养护室温湿度达不到2513690.7设计存在误区714395.3人员技术不熟练514898.7称量器具未校准21501001008060402030609012015028.7%52.7%74.0%90.7%95.3%100%98.7%水泥强度等级低外加剂减水率小掺合料性能差养护室温湿度达不到设计存在误区人员技术不熟练称量器具未校准

根据因果分析图及排列图QC小组进行了要因确认。确认了水泥强度等级低、外加剂减水率小、掺合料性能差、养护室温湿度达不到四个影响因素为主要原因。请见下表：序号影响因素理由确认1人员技术不熟练请教有关混凝土专家，加强培训。容易做。非要因2观念陈旧转变观念。容易做。非要因3有畏难情绪世上无难事只要肯登攀。加强学习，容易做。非要因4方法无资料借鉴由技术人员编制方案，摸索中找途径。容易做非要因5设计存在误区根据高强高性能混凝土的特点设计。容易做非要因6加料顺序有误寻求最佳加料顺序。容易做非要因7仪器称量器具未校准使用前进行检定校准。容易做非要因8试模尺寸偏差购置新的试模。容易做非要因9材料水泥强度等级低必须使用42.5级以上水泥，是配制重要原则。要因10掺合料性能差选择超细粉作为掺合料，是配制必备条件。要因11外加剂减水率小选择高效减水剂，是配制的关键因素。要因12环境操作室条件差改善操作室条件，容易做非要因13养护室温湿度达不到养护温度20±2℃、湿度95%以上是重要指标。要因要因确认表七、制定对策：1、对策表序号要因现状目标措施执行人1水泥强度等级低委托单位最初希望使用P.O42.5水泥，因为52.5及以上等级水泥难以购买。保证C60级及以上等级混凝土使用52.5级水泥。把配制原则及关键跟委托单位讲清楚，一定要购买52.5级水泥。单玉芹朱健莉2掺合料性能差市场上的掺合料良莠不齐，鱼目混珠。保证使用质量合格的掺合料。每批产品检验，达到指标后使用。张晓红赵元萍3外加剂减水率小减水剂性能不稳定保证使用高效减水剂每批产品检验，达到指标后使用。单玉芹王丽娜4养护室温湿度达不到检测中心需要搬迁，养护室拆除。确保混凝土的养护条件。搬迁期间到条件好的单位养护。缪育张晓红对策表八、实施：1、实施一：编制流程图准备工作①设计流程图审核委托编制设计方案原材料复试是否可以进行试拌组织实施混凝土试拌找出原因是否②试拌流程图准备工作确定试拌用量是否可以入模成型校核设计配合比称量原材料调试搅拌机搅拌测定坍落度入模成型是找出原因否③试压流程图准备工作取出到龄期试件擦拭试件调试试验机核定试验机量称确定速率试压、记录设计流程确定配合比是否到达试配强度是找出原因否2、实施二：使用优质材料控制水灰比

水灰比是决定混凝土强度上下的主要因素。因此控制水灰比是混凝土配合比设计的关键。而控制水灰比的关键是所使用的原材料的性能，一必须使用52.5级以上等级的水泥；二是必须使用减水率大的高效减水剂；三是必须使用性能好的掺合料。以下是我们对C75混凝土的水灰比的控制，使用的水泥是P.Ⅱ52.5；NF高效减水剂；掺合料使用的是硅灰和矿粉。试拌了120组数据，水泥实测强度在52.5～62.5MPa，所以水灰比应严格控制在0.29～0.34。为了计算方便，表中将水灰比乘以100。数据与X-R图计算表序号试拌日期水灰比记录∑XX平均值R123412007-4-12931323412631.5522007-4-73034293212531.2532007-4-163332343012932.2442007-4-273132343012731.8452007-5-53329323012431.0462007-5-93032342912531.2572007-5-173331323413032.5382007-5-263234333012932.2492007-6-13032342912531.25102007-6-72932343112631.55112007-6-173032312912230.53122007-6-303334323113032.53132007-7-53231343012731.84142007-7-92930343112431.05数据与X-R图计算表续表序号试拌日期水灰比记录∑XX平均值R1234152007-7-153331323413032.53162007-7-273033293212431.04172007-8-53332342912832.05182007-8-113132293012230.53192007-8-173329323012431.04202007-8-263032332912431.04212007-8-313331323413032.53222007-9-53234333012932.24232007-9-113032342912531.25242007-9-172932343112631.55252007-9-232931333412731.85262007-9-303031323412731.84272007-10-73332343113032.53282007-10-163032313412731.84292007-10-233032312912230.53302007-10-273334323113032.53∑948.4121均值31.614.03X-R控制图极差R控制图UCLR=D4﹒R均值=2.282×4.03=9.20CLR=R均值=4.03LCLR=D3﹒R均值=0×4.03=01510152025309.204.030X-R控制图X均值控制图UCLX均值=X总均值+A2﹒R均值=31.61+0.729×4.03=34.55CLX均值=X总均值=31.61LCLX均值=X总均值-A2﹒R均值=31.61-0.729×4.03=28.6715101520253034.5531.6128.673、实施三：确保养护室温湿度

为了保证混凝土的养护温度在20±2℃、养护湿度在95%以上，在试验室搬迁期间，将混凝土试件全部送到商品混凝土公司标准养护室进行养护，并且每天于早中晚三个时间段派专人对养护室的温湿度进行记录，直至我们的养护室正常使用。养护室在使用前，增加了一台加湿喷雾器，更新了设施，并通过了设施评审。下表是我们每半个月统计的温湿度记录汇总表。温湿度记录汇总表序号1234567891011121314月份四月份五月份六月份七月份八月份九月份十月份上半月下半月上半月下半月上半月下半月上半月下半月上半月下半月上半月下半月上半月下半月温度℃21.319.820.921.621.820.321.619.918.919.619.820.320.920.6湿度%96.399.895.796.395.296.396.597.596.898.795.896.897.296.8记录人王丽娜朱健莉王丽娜朱健莉王丽娜朱健莉王丽娜朱健莉朱健莉王丽娜朱健莉王丽娜朱健莉朱健莉质量监督单玉芹张晓红单玉芹张晓红单玉芹张晓红单玉芹张晓红单玉芹张晓红单玉芹张晓红单玉芹张晓红4、实施四：强度检验

根据试拌结果，在满足设计坍落度要求的前提下，进行抗压强度试件成型。每组分别成型10h、1d、3d、7d、28d龄期抗压强度试件。下表收集的是120组满足试配强度的28d抗压强度值。84.986.989.080.782.175.780.981.982.988.689.279.982.578.284.375.786.081.787.278.087.984.288.686.182.784.279.778.781.586.878.185.288.785.684.081.779.780.090.784.790.581.885.983.684.990.290.583.583.682.185.987.782.985.788.888.583.786.375.984.991.579.887.582.178.885.776.986.190.785.984.093.083.982.081.784.686.983.785.982.977.784.988.582.785.781.682.981.982.786.688.590.785.990.886.691.091.787.577.387.781.892.986.590.693.385.387.980.987.992.885.682.687.982.591.082.687.977.286.293.1MPa频数分布表组号组界组中值2468101214161820222426f175.7～77.976.87275.9～80.179.010380.1～82.381.216482.3～84.583.422584.5～86.785.626686.7～88.987.820788.9～91.190.012891.1～93.392.27计算表最大值：Xmax=93.3MPa；最小值：Xmin=75.7MPaR=Xmax-Xmin=93.3-75.7=17.6MPa分8组：h=17.6/8=2.2绘制直方图CECS104规定C70～C80混凝土试配强度不低于强度标准值的1.12倍；GBJ107规定混凝土的强度按非统计方法评定时，最小值不低于0.95倍的强度标准值。由直方图可以看出，强度试验结果符合标准规定。75.777.980.182.384.586.788.991.193.3频数5101520253084.0MPa随着时代的开