QC课题机制砂混凝土在隧道二衬中的应用成果报告.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流QC课题机制砂混凝土在隧道二衬中的应用成果报告.精品文档.机制砂混凝土在隧道二衬中的应用成果报告浙江省交通工程建设集团有限公司方俊杰QC小组 二0一二年三月目 录一、 工程概况.2二、 QC小组简介.2三、 选择课题. 3四、 设定目标.4 五、 提出各种方案并提出最最佳方案.4六、制定对策.6七、对策实施.6八、效果检查.15九、巩固措施和标准化.17十、总结及下一步打算.17机制砂混凝土在隧道二衬中的应用浙江省交通工程建设集团有限公司方俊杰QC小组 发表人:龙继冬一、工程概况湖北省谷竹高速公路32合同段路线全长9.35km,共计隧道2座(
2、左线全长3150m,右线全长3125m),双洞合计长度6275m。隧道采用复合式衬砌,混凝土方量约为71055m3,隧道工程造价2亿余元,占本标段合同价46.4%,是本项目主要工程。隧道地质构造复杂,地层为碎石土、角砺、强弱风化泥板岩,由于岩体极破碎,雨水下渗,本地大气降水较丰富,隧道防排水措施极其重要,做好隧道防排水控制是本项目实现质量与经济效益目标的关键。二、 小组简介 小组名称浙江省交通工程建设集团有限公司方俊杰QC小组成立时间2011年5月1日课题名称机制砂混凝土在隧道二衬中的应用小组类型创新型组长方俊杰活动时间2011年5月至12月注册时间2011年5月10日课题组注册号ZJTQC2
3、011-3-4小组注册号QC2011-3-4活动频次3次/月 出勤率96%小组人数9人制表:王奇 2011年5月10日本QC小组曾获得的荣誉:1、获得2004年交通部优秀质量管理小组。2、获得2006年交通部优秀质量管理小组。3、获得2008年浙江省优秀质量管理小组成果发布会二等奖。 小组成员简介 序号组内职务姓名性别年龄学历职务小组分工 QC 教育时间1组长方俊杰男35本科项目总工策划602副组长杨延龙男38本科项目经理组织603组员龙继冬男38本科试验室主任组织协调584组员傅永刚男41本科质量负责人员培训555组员唐凯男25研究生技术负责外场调研566组员林斌男43专科试验员混凝土试验5
4、57组员邓利兵男29专科试验员拌合站检测538组员肖飞男25专科试验员原材料检测559组员王奇男26专科试验员统计总结53制表人:王奇 日期:2011年5月10日三、 选择课题(一)课题的提出1、机制砂配制隧道二衬防水混凝土配合比在我公司上属首次,无现成技术资料可查,必须研发新的机制砂砼配合比。满足项目部施工进度、质量及经济要求。2、项目地处高山峻岭中,满足施工要求的河砂需到陕西安康(运距140Km),十堰(运距220Km)运到现场,而且在雨季及冬季几乎无货可供,工程进度很难保证,因此必须创新出新的砼原材料代替。3、高速公路竞争激烈中标价低,必须控制施工成本,确保单位及项目部利益。(二)选择课
5、题要达到什么样的效果1、创新的机制砂砼配合比方案必须经过驻地办,中心试验室验证通过。2、选用机制砂砼强度及抗渗性满足国家规范要求。3、在公司指导下,依靠项目部力量,对创新方案不断完善改进,实现低造价、高质量及快进度的要求。(三)如何实现课题1、广泛收集资料,开展机制砂使用条件的的分析研究,使创新方法能取得实效。2、为确保机制砂配制砼方案行之有效,邀请有关专家对创新施工方法进行论证,吸收各方意见,保证方案理论可靠,操作可行。四、设定目标(一)目 标机制砂防水混凝土强度、抗渗性能超过国家标准规范要求。(二)目标可行性论证1、有利条件、机制砂砼配合比方案得到公司总师室的大力支持,并多次到工地进行现场
6、指导。、项目部聘请了武汉理工大学材料专家朱光霖教授进行了多次讲座,并在现场直接指导,解决许多关键技术问题,开拓了QC小组创新思路。、贵州及湖北省多条高速公路已有成功的施工案例,可通过参观学习取经。、竹溪县当地有丰富的岩性较好的石灰岩,料源丰富。、项目部QC小组施工经验丰富,取得三项浙江省二等奖以上的QC成果。2、不利因素、机制砂采购的质量受到生产厂家的规模、加工冲洗设备以及母材的影响,给我们质量控制带来难度。、公司无系统的机制砂防水砼施工资料可参考,准备及施工过程需要QC小组成员摸索创新。五、提出各种方案,并确定最佳方案(一)方案的提出方案1:首先用河砂作为混凝土细集料第一方案,由于河砂处于地
7、表便于采集,河砂应用时间比较久,技术相对成熟,河砂选用安康桑树沟产,粗集料石子选用金丰石料厂,4.75-26.5mm石子,水泥选用金龙42.5级水泥,外加剂为湖北恒利HL型防水剂(复合型具有减水率)设计坍落度140-180mm,满足泵送砼要求,配制泵送防水混凝土,测其工作性,28天抗压强度及其抗渗性能。方案2:采用掺粉煤灰与机制砂方案:粉煤灰采用超量取代法,改善混凝土的和易性及可泵性增大润滑性减少机制砂棱角性产生可泵性不足问题,同时降低水化热,节约水泥。其余粗集料水泥、防水剂采用与方案一同一型号。方案3:采用机制砂配制,机制砂采用轮式洗砂机,调节轮式洗砂机冲洗用水型,控制机制砂中石粉含量,通过
8、试验室适配不同石粉含量配合比,优选出强度最高时石粉含量,抗渗性能符合要求的配合比,其余粗集、料水泥、防水剂采用与方案一相同。(二)方案的分析、评估及选定 方案优点缺点结论1、河砂砼配合比 施工工艺成熟,可供参考资料多。 地表开采、筛选方便。 配制混凝土流动性好,易于施工,强度质量容易保证。 运距远,货源量季节性不足,不能满足施工进度要求,价格高,到场价格为180元/m3 缺少0.075mm以下颗粒,级配不完美,影响和易性、工作性。 当地河沙由于母岩为板岩、页岩,使得河沙总体呈现细长扁平颗粒,压碎值、粒型极差,存在过度开采、影响生态环境,破坏河道防洪。当地无大江大河,不适合大量开采。不合理2、机
9、制砂+粉煤灰砼配合比 掺粉煤灰后混凝土流动性增强,粘聚性、保水性均得到提高,混凝土外观较好,前期强度虽低但是后期强度较好。 可以降低砼水泥水化热。 本地最近货源在十堰市,运距为240公里,货源不足不能满足施 价格高,平均价格为300元/吨。不合理3、机制砂砼配合比 混凝土粘聚性和保水性均提高,通过对机制砂石粉含量进行控制,同样可以配制出和易性好强度满足要求的混凝土 本地料源丰富,不需远运,质量易控制 价格低,到场价格为80元/m3,预计每方砼节约55元。 细长扁平颗粒偏多,表面粗糙,棱角性强,级配不良,无法整形修复。 比表面积大,所需水泥浆多。合理经综合研究分析,确定选用方案3:机制砂砼配合比
10、。六、制定对策根据明确的要求,小组成员制定了对策措施,见下表:序号要求对策目标措施地点时间负责人1机制砂知识的教育邀请专家研究指导提高机制砂认知研讨理解办公室2011.05.20龙继冬 傅永刚2拌合站人员培训上岗招聘培训以老换新特殊工总持证上岗奖优罚劣、保证素质拌合站2011.06.10方俊杰 唐凯3拌合厂、设备检修与标定设备检修,设备标定设备完好专业人员维护拌合站2011.06.20邓利兵 肖飞4料源质量控制质量保证专人督检料源质量合格增加厂家投入,保证质量料场2011.06.10.11.30龙继冬 傅永刚5制定机制砂配合比精心配制各方验证最经济合理的配合比精心对比得出最优配合比试验室201
11、1.06.15杨延龙林斌制表人:王奇 日期:2011年5月11日七、对策实施实施一:加强对技术人员的培训,提高对机制砂的认识:实施时间2011.06.20实施地点办公室实施人员龙继冬 傅永刚检验标准学习国家规范,了解机制砂的性能实施过程:邀请专家对机制砂进行理论指导:机制砂是指岩石经除土开采、机械破碎、筛分制成的,公称粒径在4.75 mm以下的岩石颗粒,但不包括软质岩、风化岩石的颗粒,亦称破碎砂。对于机制砂而言,除MB值、细度模数以外,最为重要的指标就是石粉含量(机制砂中粒径小于75m的颗粒含量)。很多技术人员将石粉等同于泥粉,认为石粉过多会大大增加需水量,阻碍水泥与骨料的结合,影响混凝土的强
12、度等。石粉主要是碎石破碎产生的副产物,其物理化学性质与母岩性状完全相同,其中70%颗粒分布集中在16m以上,平均粒径在45m左右。石粉这样的粒度分布,不但不会阻碍水泥与骨料的结合,相反,填补了混凝土骨料之间的空隙,在一定程度上提高了混凝土保水性和粘聚性,改善了离析泌水现象,使得混凝土易于成型振捣,改善了混凝土工作性。而且石粉在填充骨料空隙的情况下,不会增大需水量。武汉理工大学针对石灰岩机制砂配制的不同强度等级泵送混凝土的研究和实践表明:石粉可以增加机制砂混凝土拌和物的粘聚性和保水性,有利于改善离析泌水现象,且石粉含量对混凝土坍落度的影响不如对坍落扩展度影响敏感,混凝土黏度明显增大的原因所致,
13、C30、C60、C80机制砂混凝土工作性较佳的石粉含量范围分别在10%15%,7%10%及3%5%范围;石粉含量的增加对C30、C60机制砂混凝土的强度基本上有提高作用,而对C80机制砂混凝土的强度有降低作用,C30、C60、C80机制砂混凝土抗压强度最高的石粉含量约为20%,10%、3%。C30、C60机制砂混凝土的早期干缩率随石粉含量的增加而增大,而后期干缩率分别在石粉含量10%和7%时最大,但差距不明显。C30、C60机制砂混凝土的抗氯离子渗透性随石粉含量增加而增强,石粉含量的增加对抗冻性略有改善,高强机制砂混凝土具有很高的抗冻性。由此建议C30以下、C30C60、C60以上混凝土用机制
14、砂中的石粉含量限值可由国标GB/T 14684-2001规定的7%、5%、3%分别放宽到10%、7%、5%。(见机制砂在混凝土中应用技术指南,人民交通出版社,2009年)实施二:拌合站人员培训上岗:实施时间2011.06.10实施地点拌合站实施人员方俊杰 唐凯检验标准特种工种持证上岗100%,工作3年以上人员比例达到50%实施过程在选用特种工种时,优先考虑有三年以上工作经历的持证人员,对部分未持证人员项目部联系十堰市质监站特殊工种培训机构,进行培训考核合格后给予发证。引进特殊工种培训次数培训人员合格率持证率1038100%100%检验结果特殊工种人员按规范要求配齐,并全部持证上岗实施三:拌合厂
15、设备检修与标定实施时间2011.08.01实施地点拌合站实施人员邓利兵 肖飞检验标准拌合站建设完善,机械设备型号及配备满足施工要求,管理规范。实施过程定期对拌合设备进行检查,及时发现可能出现的隐患,减少不必要的损失,对已发现的故障要及时修理;每个月要对拌合设备的计量系统进行标定,精确控制料斗的计量精度,已做到严格按照配合比进行施工,保证质量检验结果场地、机械、设备、材料等均符合规范和施工方案实施四:料源质量控制实施时间2011.06.202011.11.30实施地点料场实施人员龙继冬 傅永刚检验标准满足机制砂国家标准,以及驻地办和业主的指导意见图7-1为金丰机制砂的表观形貌,图7-2为金丰石场
16、的机制砂生产场地情况。可以看出,金丰机制砂粒形较好,表面洁净,细长扁平颗粒含量少,对于存在的问题应从以下几个方面改进: 1)对于金丰机制砂偶尔存在的MB值超标情况,应对入场机制砂加大检验频次,不合格者及时清场;在生产环节,选择质量合格且不含有害物质的母岩,注意去除山皮土、夹层土和风化层,原料采用振动给料机喂料,且振动给料机筛条间距不小于5cm,保证能筛除掉表皮土、夹层土及其它杂质。 2)针对金丰机制砂细度模数过大,级配不合理的情况,选择合适的筛网尺寸,一般筛网尺寸应控制在3.5mm或4.0mm为宜。 3)洗砂环节对机制砂级配破坏最严重,洗走的不仅有有用的石粉,同时还洗走0.015mm、0.3m
17、m、0.6mm甚至更大的有益颗粒含量,建议减小洗砂环节的清洗力度。实施五:制定最佳机制砂砼配合比实施时间2011.06.302011.08.15实施地点办公室实施人员杨延龙 林斌检验标准机制砂配合比设计强度满足国家规范要求,同时体现经济上的优势。实施过程:配合比试验研究按照普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2011和机制砂在混凝土中应用技术指南,研究水灰比、砂率、石粉含量等对机制砂防水衬砌混凝土拌合物工作性、粘聚性、物理力学性能的影响规律,确定二次衬砌防水混凝土的基准配合比,提出原材料的控制指标。1)、水灰比的影响为选取合适的水灰比,满足配制强度的同时保证适当的强度富余,通过试验,确定机制砂
18、混凝土水灰比W/C与强度的关系。固定用水量为170 kg/m3,砂率为46%,固定防水剂掺量为水泥质量的4%,使用石粉含量为14%的机制砂进行试验,研究水灰比按0.46、0.48、0.50、0.52、0.54变化时,水灰比与强度之间的变化规律。试验配合比及试验结果如表1所示:表1 水灰比对机制砂混凝土的影响试验编号水粉比W/C砂率配合比(kg/m3)水泥用水量机制砂碎石减水剂10.342 0.4546376 170867 1017 15.0420.352 0.4746360 170874 1026 14.4030.362 0.4946346 1708801034 13.8440.372 0.5
19、146333170886 1041 13.3250.381 0.5346321 170892104712.84所测得机制砂混凝土的强度与水灰比W/C的关系如图7-4所示:图7-3机制砂混凝土抗压强度与水灰比的关系由图7-3可以看出:(1)机制砂混凝土的抗压强度与水灰比存在良好的回归关系,其28d抗压强R28与水灰比W/C之间的关系为:R28=-136(W/C)+103.64,相关系数R2=0.9603。.(2)C25强度等级机制砂混凝土的配制强度fcu.o=33.2 MPa,为保证满足配制强度要求,同时在配制强度基础上有合适的强度富余,28d实际强度R28在35 MPa左右时比较合适,根据该回
20、归关系,选取水灰比W/C=0.49。2)、砂率的影响砂率的变动会使骨料的空隙率和骨料的表面积显著改变,从而对混凝土拌合物的和易性产生显著影响。机制砂混凝土的砂率宜按“五点法”进行,每间隔2%选取一个砂率进行和易性试验,以混凝土的和易性达到最佳为合理砂率。固定水灰比0.49,用水量170 kg/m3,防水剂掺量为水泥质量的4%,混凝土砂率按40%、42%、44%、46%、48%变化,研究砂率对混凝土性能的影响,具体配合比见下表:砂率对混凝土性能的影响试验编号水粉比W/C砂率水泥用水量机制砂碎石防水剂10.3750.4940346170766114813.8420.3710.49423461708
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