高性能砼的拌制-浇注质量的控制

2019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会1衷心祝愿中铁大桥局集团第二十四次QC小组活动成果发表会取得圆满成功!2019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会2高性能砼的拌制、浇注质量的控制东海大桥砼工厂QC小组秦非2019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会3目录一、工程概况二、小组概况三、选题理由四、工程量与工期五、目标可行性研究六、小组活动安排七、影响浇注质量的因素分析八、对策计划九、实施十、墩柱浇注难点与对策十一、箱梁浇注及配合比调整十二、今后打算2019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会4工程概况洋山深水港东海大桥是国家重点工程，是目前世界上最大的跨海大桥。由中铁大桥局集团公司第四工程公司承建的东海大桥Ⅲ标段工程总长10.99km，占全桥总长的40%。Ⅲ标段的主要任务是制、架墩柱和70m预应力箱梁。所用砼为高性能海工砼，砼总量为400000m3，全部采用泵送。高性能砼对集团公司来说是第一次使用。Ⅲ标砼工厂担负着生产高性能砼的任务。因而设计、调整、拌制、运输、泵送高性能砼，确保高性能砼的浇注质量，成为砼工厂QC小组的主要任务。小组概况小组名称砼工厂QC小组成立日期2003年3月1日成员姓名职务组内任职管光华试验工程师组长彭德荣厂长副组长张金南副厂长组员晏为华机械工程师组员陆平技师组员杨明桥高级试验工组员（取样员、送样员）林风雷高级试验工组员秦非试验工组员活动日期2003年3月—2004年10月成员平均受QC教育50课时2019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会6选题理由创优质工程、保业主满意Ⅲ标项目部分项工程合格率100%。砼外观质量达轮廓分明、线条流畅。表面光滑。选定课题首次生产高性能砼，无经验。Ⅲ标砼工厂确保高性能砼拌制、浇注质量。公司质量方针2019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会7工程量与工期⑴工程量墩柱为空心结构，每个墩柱砼方量90~120m3，共计286个。70m预制箱梁，每片箱梁砼方量为760m3，共计310片。⑵工期本标段总工期33.5个月，由于受恶劣气候影响，实际有效施工作业工期仅为20个月左右。2005年5月30日完工。2019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会8目标可行性分析⑴由于高性能砼的设计检测周期长，仅砼耐久性一项需三个月。当时Ⅲ标试验室尚未建成，更不具检测耐久性的资质。故高性能砼设计、耐久性检验、原材料的化学成分检测全部委托上海市建筑科学研究院。委托工作已在项目部总工程师领导下完成。⑵小组成员多数参加过芜湖长江大桥的建设。芜湖桥使用掺粉煤灰泵送砼，与东海大桥掺微矿粉的高性能砼有相似之处。虽然东海大桥工程紧、任务重，但是QC小组对确保东海大桥高性能砼的浇注质量是充满信心的。2019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会9小组活动安排1.学习高性能砼的有关知识技术要求。2.复验上建院设计的高性能砼配合比，复验结果见附表6-2。3.复验掺合料的最佳掺量，见附表6-3(1)、6-3(2)。4.根据调整范围，调整砼的配合比，见附表6-4。2019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会10附表6.2项目部位水泥kg砂kg石kg水kg减水剂kg掺合料kg坍落度mm砼外观初凝强度MPa墩柱17672210851534.4264225粘、气泡多约10hR51=80箱梁19270610591534.8288225粘、气泡多约7h30minR51=892019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会11附表6.3(1)编号水泥（g）掺合料（g）中砂（g）外加剂（g）水（g）扩展度（mm）强度R7（Mpa）145008004.512616766.5240545（10﹪）8004.512623669.0336090（20﹪）8004.512618366.04315135（30﹪）8004.512623457.05270180（40﹪）8004.512619958.06225225（50﹪）8004.512622272.07180270（60﹪）8004.512621663.08135315（70﹪）8004.512624355.02019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会12附表6.3(2)编号水泥（g）掺合料（g）中砂（g）外加剂（g）水（g）扩展度（mm）强度R7（Mpa）145006604.513022366.0240545（10﹪）6604.513025359.0336090（20﹪）6604.513024965.04315135（30﹪）6604.513028270.05270180（40﹪）6604.513024458.46225225（50﹪）6604.513028670.07180270（60﹪）6604.513028560.08135315（70﹪）6604.513025848.0990360（80﹪）6604.513026740.02019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会13附表6.4编号水泥kg/m3掺合料kg/m3砂kg/m3石kg/m3外加剂kg/m3水kg/m3坍落度mmR3MPaR7MPaR28MPa试A-1192288(60﹪)742(42﹪)10245.8(1.2﹪)153出口:1950.5h:2201h:22037.352.480.9试A-2192288(60﹪)664(38﹪)10843.84(0.8﹪)168出口:1800.5h:1951h:19034.253.078.8试A-3192288(60﹪)699(40﹪)10494.8(1﹪)168出口:2300.5h:2151h:21532.454.776.0试B-1144336(70﹪)734(42﹪)10135.8168出口:2400.5h:2301h:23032.347.671.0试B-2144336(70﹪)664(34﹪)10843.84168出口:1800.5h:1751h:18029.943.069.8试B-3144336(70﹪)699(40﹪)10484.8168出口:2250.5h:2201h:21532.148.969.8试C-1192288371黄371机(42﹪)10245.8153出口:1850.5h:1801h:17836.659.086.4试C-2192288423黄282机(40﹪)10574.8168出口:1820.5h:1701h:17835.449.977.4试C-3192288402黄268机(40﹪)10925.28(1.1﹪)153出口:1800.5h:1801h:17740.060.283.62019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会14小组达成以下共识一、东海大桥高性能砼主要表现在很高的耐久性。要求钢筋100年内不生锈。高性能砼宏观缺陷的存在（裂缝、蜂窝、麻面）都将大大削弱砼对钢筋的保护能力，使氯离子对钢筋腐蚀的速率加快。缩短砼结构的使用寿命。因此，高性能砼对表面质量的要求是极高的。二、高性能砼由于W/C小，水泥用量较大，水泥标号高，势必使砼的水化热增大，不利于砼的体积稳定性。只有在降低水泥用量的同时，掺加适量的优质掺合料。优质掺合料的掺入，改善了胶凝材料的颗粒级配，降低了砼的单方用水量，增加了砼的密实度，提高了砼抵抗劣化的能力。三、高性能砼对原材料的品质要求极高，因而要十分注意控制原材料的质量。四、高性能砼配合比与普通砼一样，随着原材料的差异、季节温度的变化、施工条件、泵送距离、构件的截面尺寸的不同，需要适时调整，才有可能保证砼的浇注质量。2019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会15影响浇注质量的因素分析在严格控制原材料的质量指标、计量误差和模板质量的前提下，砼的外观质量则由砼的入模质量和振捣质量所控制。砼搅拌时间、坍落度、初凝时间、振捣时间应为主要控制因素。砼外观质量砼出口质量振捣质量砼入模质量砼入模后的工作度及坍落度振动棒的振捣力、插深、振距初凝时间原材料的质量计量误差搅拌时间振捣时间季节、气温、减水剂掺量砼运输方式下料、布料方式跌落高度2019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会16要因确认序号要因确认内容标准日期负责人结果1搅拌时间因有掺合料，比普通砼搅拌时间长砼色泽一致，坍落度不再改变04/2003~09/2003陆平林风雷搅拌时间不足，和易性不好2坍落度延时损失坍落度损失大、施工困难1h内坍落度的损失≤20mm04/2003~09/2003陆平林风雷易堵泵，温度高时损失大3初凝时间与施工速度配套将砼浇注完毕应在砼初凝前，初凝≥8h04/2003~09/2003林风雷秦非温度高时凝结时间短，不利于施工4振捣时间振捣时间不足，出现气泡、麻面砼表面趋于平坦、不下沉、无气泡溢出04/2003~07/2003陆平杨明桥砼无光泽、外观质量差2019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会17要因搅拌时间要因要因要因初凝时间坍落度延时损失振捣时间确认（一）搅拌时间过长，影响砼产量，搅拌时间不足，不能保证砼质量，掺合料只有与水泥拌和均匀，才能显示其活性。必须确定最佳搅拌时间。确认（二）砼坍落度延时损失小，才能保证高性能砼的工作度，方便施工。砼坍落度延时损失与季节、温度的变化、缓凝高效减水剂的掺量有关。确认（三）初凝时间要适宜。太短，施工困难影响砼外观质量；太长，影响早期强度。初凝时间与季节温度变化、缓凝高效减水剂的掺量有关。确认（四）振捣时间不足、振距过大、振深不足，砼气泡不能排净、不密实、表面质量差。2019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会18对策计划高性能砼的入模质量指标，应根据构件的不同截面，泵送距离远近、不同季节温度加以调整，实施动态控制。序号要因对策负责人日期要求1搅拌时间从不同的搅拌时间中选出最佳时间陆平林风雷04/2003~09/2003保证砼拌匀需要的最基本时间2坍落度延时损失从砼出口到入模按1h计算。改变减水剂掺量，实测坍落度陆平林风雷04/2003~09/20031h内损失≯20mm3初凝时间常温20℃左右高温30℃左右改变减水剂掺量秦非04/2003~09/2003砼浇注完毕所需时间加1~2h4振捣时间分别为5min、10min、15min拆模后比较陆平林风雷04/2003~09/2003砼内实外美所需最基本的振捣时间2019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会19最基本搅拌时间为120s搅拌时间要因实施（一）原计划是水泥、掺合料分别投料，采用卧式双轴强制式搅拌机，搅拌时间为3min。其他标段发现砼表面有斑团状掺合料存在，能自行脱落，说明水泥与掺合料并没有拌匀。为了确保工程质量，甲方决定掺合料在水泥厂与水泥一起拌和。目前使用的海工Ⅱ号水泥，是水泥与掺合料的混合物。我们把搅拌时间分别定为90s、120s、150s、180s、210s。分别测其坍落度，发现拌制120s后，砼坍落度值不变，砼外观色泽一致，砼中含有的气泡均匀细小。因此决定现场砼的搅拌时间为120s。实践证明是合理的。2019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会201h内坍落度基本不损失坍落度延时损失要因实施（二）说明：在上海建院设计的配合比的基础上，在参数允许的调整范围内进行砼试拌，试验结果表明：新拌砼出口坍落度均在180mm以上，1h内坍落度几乎不损失，可确保高的工作性。出口坍落度最大值为230mm。减水剂掺量增减0.2%时，坍落度值增减20mm左右。2019/8/22第二十四次QC小组活动成果发表会21初凝时间满足施工需求初凝时间要因实施（三）为避免施工缝和砼表面色泽一致，预制构件都要求在砼初凝前浇注完毕。为确保砼质量，初凝时间要适当长一些，以应付意外故障的发生。预制箱梁方量大，浇注时间长，四台砼搅拌机同时工作，各配一台地泵、一台布料机，泵送距离400~600m，浇注的难度大。我们把试验的重点放在箱梁砼配合比上。在24℃时（减水剂掺量1﹪）初凝时间：9h35min在30℃时（减水剂掺量1﹪）初凝时间：8h40min在30℃时（减水剂掺量1.2﹪）初凝时间