1、提高 C50 砼配合比的配制强度中铁集团工程有限公司舞水河特大桥 C50 砼 QC 小组发表人：-2005 年 QC 成果QC 成果 资 料 提 高 C50 砼 配 合 比 的 配 制 强 度 QC 成果 资 料中中 铁铁 集集 团团 工工 程程 公公 司司 电电 话话 ：0910-3777000 - 1 -提高 C50 砼配合比的配制强度一、工程概况湖南省怀化至新晃高速公路（以下简称“怀新高速” ）是国道主干线中上海至瑞丽公路中的一段，它是一条典型的山区高速公路，地形地质复杂，交通极为不便。我公司承担怀新高速公路 18 合同段的建设，起迄里程为 K80+100K83+300，设计中长乐坪舞水
2、河特大桥是全线的控制性工程，桥全长 592.08m，跨河面宽 300m 左右，枯水季节水深在 56m，下部结构为柱式墩，肋板式桥台，基础为钻孔桩，上部结构为430mT 梁（43m450m43m）T 梁630mT 梁，43m 和 50m 砼 T 梁设计为C50 砼。二、小组概况本小组由公司与怀新项目部联合组成，于 2004 年 8 月 1 日成立，共 7 人组成，平均年龄 34 岁，全部接受过 48 小时以上 TQC 教育。详见下表。 1、小组概况小组名称 舞水河特大桥 C50 砼 QC 小组 成立日期 2004 年 8 月课题名称 提高 C50 砼配合比的配制强度组 长 -小组类型 攻关型副组
3、长 -活动日期 2004 年 8 月至 2005 年 1 月 课题注册 2004 年 8 月小组成员 7 人 注册编号 TYSC-2004-18活动频次 2-4 次/月，出勤率 100% QC 教育时间 48 小时以上2、小组成员简介序号 姓 名 性别 文化程度 职 务 小组分工1 - 男 专科 项目经理 QC 方案策划2 - 男 本科 项目总工 实施指导3 - 男 本科 公司试验室主任 方案实施4 - 男 本科 试验室主任 方案实施5 - 男 中专 试验员 协作实施6 - 男 中专 试验员 协作实施QC 成果 资 料 提 高 C50 砼 配 合 比 的 配 制 强 度 QC 成果 资 料中中
4、 铁铁 集集 团团 工工 程程 公公 司司 电电 话话 ：0910-3777000 - 2 -7 - 男 中专 试验员 检验三、课题选择舞水河特大桥设计 43m 和 50m 预应力砼 T 梁为 C50 砼。由于当地岩层比较破碎，砂石材料质量不是很好，又山区材料供应和运输紧张，经过近 3 个月的试验，用 P.O.42.5 Mpa 水泥无法配制成功，配制的砼强度最高值为 54.6Mpa 而试配强度要大于 59.8 Mpa（ 取 6） ，必须使用 P.O.52.5 Mpa 水泥才能完成 C50 砼的配比设计，其他标段情况基本相同。但因为 P.O.52.5 Mpa 水泥生产和供应受到一定的限制，且单价
5、也很高。预制梁施工在即，如何使用 P.O.42.5 Mpa 水泥配制 C50 砼是加快施工进度，提高施工质量，降低工程成本的关键。为了能解决这个难题，我们将“提高 C50 配合比的配制强度”作为小组的活动课题。四、设定目标1、现场调查经咨询了解其他在建工程的情况，大多数的 C50 砼均采用 P.O.42.5 Mpa 水泥配制。C50 砼均采用水泥调查表浙江杭金衢 湖南潭韶 湖南衡枣 浙江嘉兴 广西钦犀P.O42.5Mpa P.O42.5Mpa P.O52.5Mpa P.O42.5Mpa P.O42.5Mpa我们又对当地和周边地区的原材料分布及性能情况及供应能力进行了详细调查，通过对比，发现结果
6、有很大的差异。2、确定目标根 据 现 场 调 查 结 果 ， 我 们 确 定 本 次 活 动 的 目 标 是 ： 合 理 选 用 原 材 料 ， 用P.O42.5 Mpa 水 泥 配 制 出 C50 砼 ， 平 均 强 度 大 于 1.15 倍 设 计 强 度 ， 产 品 达 到 内 实外 光 的 效 果 。QC 成果 资 料 提 高 C50 砼 配 合 比 的 配 制 强 度 QC 成果 资 料中中 铁铁 集集 团团 工工 程程 公公 司司 电电 话话 ：0910-3777000 - 3 -54.66050525456586062现 状 目 标 值28d配制强度明确活动目标后，小组成员对目标
7、的可行性进行了分析。 在砼的配制施工中，有比较成功的经验可以借鉴。 因为以前大多数都是用 P.O42.5 Mpa 水泥配制出 C50 砼，我们要解决此问题，应当多从原材料、以及试验操作等方面着手。 领导重视，人力和物质资源可以得到保证；小组成员知识起点高，均接受 48小时以上的 TQC 知识培训。通过分析大家对完成预定的目标充满了信心，虽然经过近 3 个月的配制试验没有成功，目标有一定的难度，但经过小组的努力还是可以完成预定目标的。五、原因分析（鱼刺图）针对砼的配制强度不高的原因，小组成员集思广益，通过“头脑风暴法”从人、机、料、法、环五个方面进行了分析讨论。QC 成果 资 料 提 高 C50
8、 砼 配 合 比 的 配 制 强 度 QC 成果 资 料中中 铁铁 集集 团团 工工 程程 公公 司司 电电 话话 ：0910-3777000 - 4 -六、要因确认针对分析出的全部末端原因，小组成员通过调查分析、现场验证等逐一确认。要 因 确 认 表序号 末端因素 确定方法 原 因 确 认 是否 要因1 培训不到位 调查分析 试验人员均经过了培训取证，技术操作比较熟练。 否2 奖罚不明 现场调查 项目部建立了一套完善的管理机制，做到了责任到人，奖罚分明。 否3 施工用电不正 常 现场验证 试验室用电比较正常，电压比较稳定，不会因为用电影响搅拌机搅拌效果。 否4 搅拌机维修不 及时 调查分析
9、搅拌机是新添设备，性能完好。 否5 碎石针片状含 量超标 现场验证 对几个碎石场现场取样，试验验证针片状含量均小于 15%。 否6 碎石含泥量超 标 现场验证 对几个碎石场现场取样，试验验证含泥量均小于 1%。 否7 碎石压碎值偏 高 试验分析 对几个碎石场现场取样，试验验证压碎值均小于 11%。 否8 碎石抗压强度 偏低 试验分析 对碎石进行抗压试验，强度大于 100Mpa，满足规范要求。 否9 水的 PH 值超标 试验分析 取水样做水质试验，测出水的 PH 值为 7，没有超出允许范围。 否10 水中硫酸盐含 量超标 试验分析 做水样试验，检测硫酸盐含量为 580mg/l，没有超出允许范围。
10、 否11 压力机维修不 及时 现场调查 万能压力机已经标定合格，经检修没有问题。 否12 天平磅称不合 格 现场验证 校核天平磅称，均合格，误差在允许范围之内。 否13 砂含泥量超标 现场验证 对几种砂抽样试验，砂含泥量均在 2%以内，没有超标。 否14 砂级配差 试验分析 经抽样试验，各种砂的级配不一样，个别超出 2.33.3 范围。 是15 砂有机质含量 超标 试验分析 对几种砂抽样试验，砂中有机质含量均没有超出允许范围。 否16 外加剂减水率 低 试验分析 几种外加剂常压减水率不一样，个别超出规范要求。 是17 抗压强度比小 试验分析 几种外加剂分别做抗压强度比对比试验，28d 均大于
11、否QC 成果 资 料 提 高 C50 砼 配 合 比 的 配 制 强 度 QC 成果 资 料中中 铁铁 集集 团团 工工 程程 公公 司司 电电 话话 ：0910-3777000 - 5 -100%。18 砼搅拌时间不 够 现场调查 砼配比试验时，搅拌时间均在 3min 左右，比较正常。 否19 水泥细度模数 大 试验分析 经试验测定，几种水泥的细度模数均小于 1%。 否20 水泥强度低 试验分析 经试验测定，几种水泥的 28 天强度均超过规定值，但相差比较大，个别偏低。 是21 水泥安定性差 试验分析 经测试，几种水泥的安定性都比较好。 否22 水灰比太大 调查分析 经调查，水灰比调整后，强
12、度有明显增加。 是23 加料顺序不对 现场调查 每次试验加料均是先加砂碎石，然后加水泥，在水和外加剂，加料顺序正确。 否24 养护温差大 现场调查 养护室的温度采用空调控制调节，温度控制在 202范围。 否25 湿度偏低 现场调查 养护室的湿度控制比较好 否通过对末端因素逐一确认，认为影响 C50 配合比配制强度低的主要原因有：主 要 因 表序号 主 要 原 因1 水泥强度低2 外加剂减水率低3 砂级配差4 水灰比太大七、制定对策针对四条主要原因，我们分别制定如下对策。对 策 表序号 要 因 对 策 目标 措 施 地点 时间 负责人1 水泥强度低 更换水泥品种采用品质好，性能稳定的水泥对几种水
13、泥品种进行比选，选用合格性能稳定的水泥试验室 2004-8-21 李根柱刘修武2 外加剂减水率低 更换外加剂选用减水效果好的外加剂对几种外加剂进行比选，选用减水效果好的外加剂。试验室 2004-8-18 刘修武 胡 凯3 砂级配差 更换细集料 选用合格细集料 对几种细集料进行比选，选用合格细集料。 试验室 2004-9-05 李群平李根柱QC 成果 资 料 提 高 C50 砼 配 合 比 的 配 制 强 度 QC 成果 资 料中中 铁铁 集集 团团 工工 程程 公公 司司 电电 话话 ：0910-3777000 - 6 -4 水灰比太大 适当加大水泥用量 提高砼的配制强度采用适当加大水泥用量，
14、并适当减少水用量的办法做对比试验试验室 2004-8-10 李群平 胡 凯八、对策实施实施一：水泥强度低的对策实施最初我们使用的是雪峰 P.O42.5 Mpa 水泥，由于各种水泥品种性能存在不同的差异，我们对业主规定的几种 P.O42.5 Mpa 水泥进行了对比试验，发现韶峰水泥性能比较稳定，常规各项指标均符合规范要求，和 28d 胶砂强度都优于其它品种。我们又对该品种水泥生产厂家进行调查，发现该厂生产规模大，技术力量雄厚，生产的产品质量能长期得到保证，且与选用的外加剂相容性很好。于是决定优先选用该水泥。项 目 韶峰 P.O 42.5 Mpa霸道 P.O 42.5 Mpa雪峰 P.O 42.5
15、 Mpa华中 P.O 42.5 Mpa物理性能指标 很好 合格 合格 合格28d 胶砂强度（Mpa）49.2 48.5 48.1 46.528d 配制强度（Mpa）56.2 55.3 54.6 53.149.2 48.5 48.146.556.2 55.3 54.653.14045505560邵 峰 霸 道 雪 峰 华 中 水 泥 种 类强度（MPa）胶 砂 强 度配 制 强 度实施结果：发现韶峰 P.O 42.5 Mpa 水泥的 28d 胶砂强度比较高，胶砂强度越高，其砼的配制强度也相应提高，活动后砼 28 天配制强度提高到 56.2Mpa。实施二、外加剂减水率低的对策实施我们主要对外加剂的
16、减水效果做了对比试验，发现三种外加剂的减水率存在很大差异，在其他材料相同的情况下，我们又用三种不同的外加剂设计 C50 砼配合比，同QC 成果 资 料 提 高 C50 砼 配 合 比 的 配 制 强 度 QC 成果 资 料中中 铁铁 集集 团团 工工 程程 公公 司司 电电 话话 ：0910-3777000 - 7 -样发现砼强度也相差很大。几 种 外 加 剂 性 能 对 照 表项 目 雨花牌 宏远牌 铁力牌减水效果 12% 20% 14%28d 砼强度（MPa） 54.7 58.6 56.212%20%14%54.758.656.20%5%10%15%20%25%雨 花 牌 宏 远 牌 铁
17、力 牌减水率（%）525354555657585928d砼强度实施结果：发现宏远牌外加剂的减水率最高，相应的强度也高。所以更换外加剂能够提高砼的配制强度。实施三、砂级配差的对策实施由于山区高速公路材料料源紧缺，远距离运输困难，针对目前砂供应情况，当地砂的有机质含量、含泥量等虽然没有超标，但是整体来说，质量不是太好，业主规定一般情况下，不允许用当地砂配制高标号砼，必须使用溆浦砂，所以溆浦砂是主要工程用砂，但溆浦砂的运距远，供应紧张。随着高速公路的建设，大型采石场开始建立，为满足需要，他们同时开始生产机制砂。我们对三种砂都做了筛分试验，各种砂的级配情况如下表。通过级配曲线证明，机制砂的级配更趋合理
18、。三种砂的级配性能对照表0.16 0.315 0.63 1.25 2.5 5.0 10.0溆浦砂 0.8 8.3 35.5 59.4 79.3 96.5 100本地砂 2.6 19.8 46.6 62.3 86 100 100筛孔尺寸通过率QC 成果 资 料 提 高 C50 砼 配 合 比 的 配 制 强 度 QC 成果 资 料中中 铁铁 集集 团团 工工 程程 公公 司司 电电 话话 ：0910-3777000 - 8 -机制砂 1.6 15.7 42.1 76.3 94.2 100 100在同配合比的情况下，我们分别做了三种砂的强度对比试验，试验结果如下：三种砂的配制强度对照表项 目 溆浦
19、砂 本地砂 机制砂级配性能 合格 合格 良好28d 配制强度（Mpa ） 58.6 56.7 63.558.663.55658606264活 动 前 活 动 后28d配制强度（Mpa）实施结果：活动前，我们基本都采用溆浦砂配制 C50 砼，且强度达不到 C50 砼的试配强度，活动后，通过与机制砂的对比发现，配制强度提高 4.9Mpa，活动证明采用机制砂的配制强度能够满足要求。实施四、水灰比太大对策实施实践证明，水灰比的大小是确定配制强度的关键因素。最初设计配合比时，一般水灰比为 0.36 左右，由于受 T 梁高度较大，钢筋密集等影响，水灰比太小容易造成捣固不密实的现象。为了尽量降低水灰比，我们
20、在预制 C40 砼 T 梁时，逐步做降低水灰比的试验，经过多次反复实践，预制 T 梁砼坍落度可以减低到 78cm，水灰比可以相应调整到 0.30 左右。之后在配制 C50 砼强度时，我们在计算基准水灰比后，我们将按规范确定出两个关联水灰比出来，这样在坍落度保持不变（78cm）的情况下，进行调整用水量的试验，得出如下试验数据：水灰比与强度关系对照表QC 成果 资 料 提 高 C50 砼 配 合 比 的 配 制 强 度 QC 成果 资 料中中 铁铁 集集 团团 工工 程程 公公 司司 电电 话话 ：0910-3777000 - 9 -0.33 0.30 0.367 天强度 (Mpa) 49.0 5
21、2.3 46.228 天强度 (Mpa) 59.6 62.5 56.2则可以得出砼抗压强度与灰水比的如下关系曲线图。44464850525456586062642.78 3.03 3.33抗压强度（MPa）7天 强 度28天 强 度根据以上图形，我们结合 T 梁 7 天要达到设计强度的 100%要求，选用 7 天强度为51Mpa 的灰水比为 3.22，再经过多次反复试验后，最终确定水灰比为 0.31，这样能够满足设计及施工要求。调整水灰比前后，C50 砼强度对比试验结果如下：56.259.654555657585960活 动 前 活 动 后28天强度（MPa）实施结果：在满足施工要求的前提下，
22、适当降低水灰比，砼的强度明显提高，能够帮助提高砼的配制强度。九、效果检查1、配制强度检查通 过 本 次 QC 活 动 ， 我 们 重 新 选 用 了 水 泥 和 外 加 剂 ， 更 换 溆 浦 砂 为 机 制 砂 ，水灰比强度3.22灰水比QC 成果 资 料 提 高 C50 砼 配 合 比 的 配 制 强 度 QC 成果 资 料中中 铁铁 集集 团团 工工 程程 公公 司司 电电 话话 ：0910-3777000 - 10 -调 整 了 配 合 比 之 后 ， C50 砼 配 合 比 的 配 制 强 度 有 了 质 的 飞 跃 ， 对 配 制 的 C50砼 配 合 比 进 行 三 个 月 现
23、场 跟 踪 调 查 发 现 ， 平 均 强 度 达 到 61.3Mpa（ 见 下 表 ） ，超 过 了 C50 砼 的 试 配 强 度 (60Mpa)， 该 C50 砼 配 合 比 不 但 强 度 高 ， 性 能 指 标 也优 于 其 它 砼 。 本 次 QC 小 组 活 动 已 经 达 到 了 预 定 的 目 标 值 ， 即 合 理 选 用 原 材 料 ，配 制 出 高 强 度 、 高 性 能 的 砼 ， 达 到 产 品 内 实 外 光 的 效 果 。时 间2004 年 11 月 2004 年 12 月 2005 年 1 月 平 均最 高 值 65.4 64.3 65.2 65.0最 低 值
24、 57.3 57.9 57.8 57.7平 均 值 61.4 61.1 61.5 61.354.66061.35253545556575859606162活 动 前 目 标 值 活 动 后28d配制强度（Mpa）2、效益比较2.1 经济效益活动前，必须使用 P.O52.5MPa 水泥才能配制出 C50 砼；活动后，我们重新比较选择了水泥、砂、和减水剂，进一步优化了配合比设计，水泥用量也没有增加。从经济效益上说，大大降低了工程成本，韶峰牌 P.O42.5MPa 水泥比 P.O52.5MPa 水泥单价降低 120 元/T，机制砂比溆浦砂单价低 20 元/m 3。活动前后经济效益对照表项 目 数 量
25、 活动前（万元） 活动后（万元） 节约（万元）QC 成果 资 料 提 高 C50 砼 配 合 比 的 配 制 强 度 QC 成果 资 料中中 铁铁 集集 团团 工工 程程 公公 司司 电电 话话 ：0910-3777000 - 11 -水泥（万元）3100T 164.3 127.1 37.2砂（万元） 2600M 3 31.2 26.0 5.2其他（万元）28.0 28.0 0合计 223.5 181.1 42.42.2 社会效益在相邻标段机制砂试验梁不成功的情况下，在溆浦砂供应紧张且单价很高的情况下，我们优化了捣固工序和配合比设计，大胆的用机制砂替代了溆浦砂，T 梁外观质量也得到了保证。用
26、P.O42.5MPa 水泥配制 C50 砼 QC 活动的成功，为怀新高速公路配制 C50 砼提供了宝贵的经验，也得到了业主、湖南省质检站等单位的认可和推广；并开拓了机制砂市场，同时缓解了山区高速公路材料供应紧张的压力。这项活动的效益相当显著。 通过此次活动，小组成员的质量意识、问题意识、改进意识、参与意识有了明显的提高，增强了小组成员的个人能力，提高了解决问题的信心，团队精神也得到了很大的增强，对全面质量管理的认识和相关统计技术的运用也得到了加强。九、巩固措施为了巩固活动成果，我们采取了以下措施：1、将砼的施工作业指导书下发到操作员手中，结合实际轮流举办学习班。2、经常抽查 C50 砼每项材料
27、的性能，对施工所用材料进行过程控制，确保其满足规范和配合比设计的要求。3、机制砂的级配受人为操作影响比较大，要经常抽查其级配情况，保证级配满足要求。4、加强砼捣固工序控制，确保砼的内在外观质量。5、加强试验测试工作，经常进行对比试验，进一步优化 C50 砼配合比设计。十、总结如何提高砼的配制强度，节约成本，一直是配制砼配合比的一道难题。在舞水河特大桥 T 梁 C50 砼配合比设计的近 5 个月里，QC 小组在业主指定施工材料的情况下，QC 成果 资 料 提 高 C50 砼 配 合 比 的 配 制 强 度 QC 成果 资 料中中 铁铁 集集 团团 工工 程程 公公 司司 电电 话话 ：0910-3777000 - 12 -敢于采用新材料、新工艺，配合比设计不断的优化，配制出的 C50 砼达到了产品内实外光的可喜效果，满足了设计和施工的要求。得到了监理、业主、湖南省质检站等单位的认可，为以后砼配合比的配制提供了宝贵的经验，并为其推广使用得到了有力保证。
