研制高强高性能混凝土.ppt

研制高强高性能混凝土推动混凝土技术发展 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 新拌混凝土要求高工作性 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 符合可持续发展的原则 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 二 选题理由 理由 混凝土技术的发展促进了现代经济和工业及科技的进步 没有混凝土的发展就没有经济和科技的发展 也没有人类文明的进步 理由 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 高强高性能的含义包括了节约资源 不破坏环境 符合可持续发展的原则 随着我国经济的发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发展 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 国投新集口孜东矿项目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的确有点儿胆怯 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激励着我们 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 随着我国经济的发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2 6 3 7 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 至 小时后抹平 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 100 80 60 40 20 30 60 90 120 150 28 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 要因确认表 七 制定对策 1 对策表 对策表 八 实施 1 实施一 编制流程图 准备工作 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 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 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 是否达到试配强度 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高低的主要因素 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 52 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 数据与X R图计算表 续表 X 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 0 1 5 10 15 20 25 30 9 20 4 03 0 X 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 67 1 5 10 15 20 25 30 34 55 31 61 28 67 3 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 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 MPa 频数分布表 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 7 77 9 80 1 82 3 84 5 86 7 88 9 91 1 93 3 频数 5 10 15 20 25 30 84 0MPa 随着时代的发展 城市建设用地日益紧缺 建筑用地的价格成倍甚至几十倍的增长 促使房屋建筑要 上天入地下水 即建造高层或超高层的建筑和建造多层的地下建筑甚至水中建筑 这就要求用于这些建筑的混凝土具有更高的强度和耐久性 为此 研制高强高性能混凝土 必将为经济的发展和人类的物质文明作出更大的贡献 九 效果检查 1 经济效果 2 质量效果 试验费收入 205000元人工费支出 45100元设备材料费 10250元管理费支出 36900元税金 10250元利润 102500元 经济效果 质量效果 自2007年3月份以来 我们为国投新集口孜东矿以及山西外加剂厂家 淮南外加剂厂家 蒙城外加剂厂家设计 试配了120余组高强高性能混凝土 这些配合比随着外加剂厂家的产品销售 在全国各地不同的地方得到了很好的应用 实现了目标值 配合比在工程上的应用率100 十 巩固措施 通过本次QC活动的开展 我们深深懂得世上无难事 只要肯登攀 在这个课题研究及实施中 我们遇到一个又一个困难 但经过全体人员的努力和配合 运用全面质量管理的理念 胜利地完成了这个课题 为了更好地指导今后的工作 我们技术人员又制定了一系列的标准化 标准化 1 高强高性能混凝土配合比设计 作业指导书2 研制高强高性能混凝土 科技论文3 矿物外加剂试验实施细则 4 高效减水剂试验实施细则 5 粉煤灰试验实施细则 十一 下一步打算 随着我国建筑节能工作的进一步推进 外墙外保温系统的室内及现场检测工作必将成为今后试验检测机构研究和开展的项目 为此 试验室QC小组将会抓住这一机遇 努力创新 去迎接下一个课题的研究和实施 开拓创新开展外墙外保温系统的检测工作