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1配制C60高强混凝土山东电力建设第二工程公司万丈山QC小组前言高强混凝土是一种新的建筑材料，具有抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低等特点，目前在火力发电厂建筑结构中的应用尚属首例。一、小组概况制表：贾磊2010年5月4日二、课题确定基于以上原因，我们小组选定该课题：配制C60高强混凝土。三、设定目标（1）目标值确定（2）目标可行性分析小组名称万丈山QC小组课题名称配制C60高强混凝土成立时间2010年5月注册日期2010年5月注册号码2010-83-M-001课题类型创新型小组成员工作经验小组成员共9人，2名建筑专业高级职称技术人员，6名具有土建试验资格人员，现场技术管理及砼试验经验均非常丰富。姓名性别职务文化程度组内分工司衍华男项目经理本科指导胡长峰男项目主任中专指导刘卫东男土建试验专工中专设计、实施李福新男土建试验班长大专实施王玉涛男土建试验助工大专实施贾磊男土建专工大专实施张加建男土建试验技术员本科实施司品利男试验员中专实施刘瑞瑞男试验员中专实施设计要求华润贺州2×1000MW机组工程主厂房上部结构混凝土等级设计为C60高强混凝土。公司现状C60高强混凝土的配制在公司尚属首例，无任何经验可以借鉴。目标确定：满足设计要求主要技术参数1.配制强度高于69.9MPa（根据标准JGJ55-2000标准差取6.0MPa）。2.出机坍落度控制在（140~200）mm。3.坍落度1h经时变化量不超过50mm。表1-121、试验室有混凝土、砂石、水泥、外加剂等试验设备共38套经过广西贺州市计量局的计量认证。2、试验室已经成功配制出C15、C30、C40、C45等标号混凝土的配合比且在工程中成功应用。结论：综合以上分析，我们小组目标可以实现。四、提出方案并确定最佳方案（一）确定设计思路小组成员结合工程经验并查阅大量相关资料，确定了C60高强混凝土配合比的设计思路，明确了在配制过程中需要控制的两个重要方面。1、原材料的选择2、配合比的设计与调整小组成员针对设计思路，确定了C60高强混凝土设计流程图，如图1。图1C60高强混凝土设计流程图（二）提出材料选用方案并分析论证1、水泥的选择根据本工程实际条件，水泥为甲方提供的华润水泥，共有两个选用方案：方案一：选用P•O42.5方案二：选用P•O52.5就水泥的选用我们从强度等级、凝结时间、安定性三个方面进行试验。试验结果见表4-1。水泥试验结果对比表表4-1可选方案抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）凝结时间（min）安定性3天28天3天28天初凝终凝P·O42.5标准值≥17≥42.5≥3.5≥6.5≥45≤600合格实测值21.346.25.07.9184241沸煮法合格P·O52.5标准值≥23≥52.5≥4.0≥7.0≥45≤600合格实测值26.753.16.29.4177232沸煮法合格制表：刘卫东时间：2010年6月5日结论：通过对比试验，我们发现在配制强度已定的情况下：水泥强度越低水泥用量越大，水泥强度越高水泥用量越小。P·O52.5比P·O42.5水泥用量少17%左右。经咨询水泥厂家P·O52.5比P·O42.5的水泥价格高10%，因此使用P·O52.5水泥比P·O42.5水泥成本节约6.4%，从经济上考虑优选P·O52.5水泥。为降低水泥用量，同时降低水化热反应，选用强度等级较高的P·O52.5水泥。2、粉煤灰的选择根据本地区原材料情况，小组对以下两个电厂供应的粉煤灰进行了比较：否是试拌能否达到设计要求？计算配合比的初步设计利用正交试验法进行试验原材料选择最佳方案公司现状水胶比、砂率、外加剂、粉煤灰用量调整最佳配合比对比、试验原材料选择水泥外加剂砂子粉煤灰原材料选择最佳方案石子3厂家一、冷水江电厂厂家二、南宁电厂就粉煤灰的选用我们从细度、需水量比、烧失量、含水量四个方面进行进行试验。试验结果见表4-2。粉煤灰试验结果对比表表4-2技术要求厂家细度（%）需水量比（水泥%）烧失量（%）含水量（%）结论I级II级I级II级I级II级I级II级≤12≤25≤95≤105≤5.0≤8.0≤1.0≤1.0冷水江电厂8921.40.2I级南宁电厂181011.70.2II级制表：刘卫东时间：2010年6月5日结论：通过对比试验，南宁电厂粉煤灰的细度较大，需水量比较高不宜用于高强混凝土中，因此选用冷水江电厂的I级粉煤灰3、石子的选择根据本地区原材料情况，小组对以下三家石子供应厂家提供的石子进行了比较：方案一：钟山（5~25）mm方案二：贺州（5~20）mm方案三：富川（5~20）mm就石子的选用我们从岩石抗压强度、泥块含量、级配、含泥量、针片状、压碎指标六个方面进行试验。试验结果见表4-3。石子试验结果对比表表4-3试验项目产地级配（mm）含泥量（%）泥块含量（%）针片状（%）压碎指标（%）抗压强度（MPa）/≤0.5≤0.2≤8≤10≥72钟山（5~25）mm5~250.40.279.173贺州（5~20）mm5~200.30.027.678富川（5~20）mm5~200.30.159.869制表：李福新时间：2010年5月15日结论：通过对比试验，钟山的石子粒径较大、富川的石子抗压强度偏低不宜用于高强混凝土中，经小组讨论决定优选贺州（5~20）mm石子。4、砂子的选择根据本地区原材料情况，小组对以下三家砂子供应厂家提供的砂子进行了比较：厂家一：钟山建材厂家二：京磊建材厂家三：莲山建材就砂子的选用我们从泥块含量、含泥量、级配三个方面进行试验。试验结果见表4-4：砂子试验结果对比表表4-4试验项目及标准供应商颗粒级配细度模数含泥量（%）泥块含量（%）II区2.6~3.0≤2.0≤0.5钟山建材II区3.01.40.2莲山建材II区2.90.90.2京磊建材II区3.11.10.3制表：李福新时间：2010年5月15日结论：通过对比试验，京磊建材提供的砂子较粗，不宜用于拌制泵送混凝土，钟山建材和连4山建材都符合标准要求，但是莲山建材的砂子含泥量和泥块含量更小，细度模数符合中砂的要求，钟山建材的细度已经接近中砂的上限，且含泥量较大因此选定莲山建材供应的砂子。5、外加剂的选择贺州项目部使用的外加剂全部由济南拓能新型建材有限公司提供，共有两种可选方案：方案一：萘系减水剂方案二：聚羧酸减水剂就外加剂的选用我们从减水率、初凝时间差、坍落度1h经时变化量、抗压强度比四个方面进行试验。试验结果见表4-5。外加剂试验结果对比表表4-5试验项目种类减水率初凝时间差坍落度1h经时变化量抗压强度比（%）3d7d28d萘系标准值≥14%＞﹢90min------125120测试值19%150min------140135聚羧酸标准值≥25%＞﹢90min≤60mm---140130测试值35%165min40mm---180150制表：李福新时间：2010年6月15日结论：通过试验与萘系减水剂相比聚羧酸减水剂有以下优点：（1）低掺量而发挥较高的分散性能。（2）保坍性好，坍落度为（200±20）mm时温度在（28~32）℃条件下30分钟内坍落度基本无损失。（3）在相同流动度下比较，能够延缓凝结时间。（4）较高的减水率，可提高混凝土强度，节约水泥。因此我们决定采用聚羧酸高性能减水剂来配制C60高强混凝土。(三)原材料最佳方案通过分析试验我们确定了C60高强混凝土配制原材料选择最佳方案，如下：1、水泥：选用P•O52.5普通硅酸盐水泥。2、粉煤灰：冷水江电厂I级粉煤灰。3、石子：选用贺州（5~20）mm石子。4、砂子：选用莲山建材砂子。5、外加剂：选用聚羧酸系高性能减水剂。（四）配合比初步设计1、配合比计算小组成员根据公式计算，得出的基准水灰比为0.34，根据JGJ55-2000标准的要求，水灰比选取0.32、0.34、0.36各一个。考虑泵送混凝土，选取砂率为42%~43%。根据厂家推荐掺量，确定外加剂掺量为1.0%。根据GBJ146-90标准要求：采用普通硅酸盐水泥的高强混凝土中粉煤灰替代水泥最大限量为25%，但考虑钢筋混凝土保护层较薄宜在25%的基础上再减少5%，并考虑一些工程中的其他未知因素将粉煤灰替代水泥的系数定为17%得出以下3组配合比，见表4-6。表4-6编号水胶比砂率（%）水泥用量（kg）粉煤灰（kg）用水量（kg）外加剂（kg）10.3242403821554.8520.3443378771554.5530.3643344711504.15制表：王玉涛时间：2010年6月16日试验效果如表4-7。5表4-7编号水胶比水泥（kg）粉煤灰（kg）用水量（kg）砂率外加剂（kg）坍落度（mm）28d强度（MPa）备注10.324038215542%4.8519063.3石子包裹不好20.343787715543%4.5520058.7和易性好30.363447115043%4.1521054.0坍落度大稍微离析制表：李福新时间：2010年7月13日结论：从以上3个配合比中可以看出：根据普通混凝土强度公式计算出的配合比，拌制的混凝土强度达不到C60高强混凝土的要求，混凝土和易性稍差。（五）水胶比、砂率、外加剂用量及粉煤灰掺量调整小组根据以上试验结果，绘制水胶比与强度关系图：从水胶比与强度关系图中可以看出：高强混凝土的强度和水胶比依然是成一定的线性关系，通过增加胶凝材料用量可以提高混凝土的强度。小组成员为了综合考虑胶凝材料（水泥、粉煤灰）总量、砂率、外加剂用量（外加剂用量决定了单方混凝土的用水量）及粉煤灰掺量对砼强度、工作性及经济性的影响，根据以上试拌结果及JGJ55-2000标准要求，对胶凝材料总量、砂率、外加剂用量及粉煤灰掺量调整如下：胶凝材料总量调整为:A1：500kgA2：515kgA3：530kg砂率调整为：B1：41%B2：42%B3：43%外加剂用量调整为：C1：0.9%C2：1.0%C3：1.1%粉煤灰掺量为：D1：15%D2：17%D3：19%（六）利用正交试验法选择配合比试配方案为了从胶凝材料总量、砂率、外加剂用量及粉煤灰掺量等四个要素三个水平中找到最优水平组合，小组决定利用正交表L9(34)确定试验方案，如表4-8。正交试验方案表4-8四因素三水平正交试验方案150041%1.1%17%251541%0.9%15%353041%1.0%19%450042%1.0%15%551542%1.1%19%653042%0.9%17%750043%0.9%19%851543%1.0%17%953043%1.1%15%制表：李福新时间：2010年7月15日525456586062640.310.320.330.340.350.360.370.38图2水胶比与强度关系图抗压强度（Mpa)从水胶比与强度关系图中可以看出：高强混凝土的强度和水胶比依然是成一定的线性关系，通过增加胶凝材料用量可以提高混凝土的强度。6通过计算我们可以得出以下9组配合比，如表4-9,。配合比用量表表4-9编号水胶比水泥（kg）粉煤灰（kg）水（kg）砂（kg）碎石（kg）外加剂（kg）总容重（kg）10.294158514573010505.50243020.304387715572010364.64243030.2842910115071510295.30243040.304257515074610305.00243050.284179814574110235.67243060.294409015573110094.77243070.314059515576110094.50243080.294278815075710035.15243090.27450801457529975.832430制表：李福新时间：2010年7月15日五、制定对策(一)方案具体化方案确定后，小组成员对下一步的工作进行了疏理，通过讨论分析，对配合比试验过程进行了细化，作流程图，如图3。图3配合比试验流程图制图:王玉涛时间2010年7月16日原材料准备水、外加剂试拌开始水泥和粉煤灰砂石坍落度大搅拌完成制作试块强度试验结果分析坍落度小观