提高钢管柱内混凝土的密实度.ppt

1单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式小组名称： * Q C 小 组 日 期： 2 0 0 9 年 九 月 提高钢柱内混凝土的密实度一课题介绍 1.1课题所在工程简介 西安某公司研发中心，地下两层、地上二十四层，地上高度93.25米，建筑面积40338工程主要结构由24根箱型钢管柱与H型钢梁组成钢框架，并与两端钢筋混凝土核心筒组成钢框架剪力墙结构 每节箱型钢管柱的长度为三个楼层（11.40米），柱内在每个楼层框架梁上下分别有一层（共6块）芯板，芯板中心设有200300mm混凝土浇筑孔，四角设置四个25mm的透气孔（见图1），施工图设计钢管柱内浇筑C35C50级普通无收缩混凝土1.2课题介绍 目前，国内的钢管柱内主要采用的是自密实浇筑混凝土，混凝土的浇筑方法主要有：泵送顶升浇灌法，高位抛落免振捣法，分段抛落振捣浇灌法，导管浇灌振捣法 我公司虽然有多个类似结构的施工经历，但施工图设计的钢管内采用普通无收缩混凝土浇筑，以及一次浇筑三个楼层及11.4米高度、且有6层芯板的方形钢管柱，我公司尚无施工经验和具体工法参考为确保钢管柱内混凝土的密实度，公司指令本QC小组对此问题开展“提高钢管柱内混凝土的密实度”为课题的QC小组活动。

二、小组概况：本小组成立于2007年，先后已获得省级、国家级等奖项小组概况如下： 小 组 名 称*QC小组组课题类 型攻关型注 册 号课题名称提高钢钢柱内混凝土的密实实度活动时间2008年 8 月2008年12月小组人数 8人姓 名职职 称职职 务务组组 内 任 职职年 龄龄工程师师公司项项目监监管组组 长长工程师项目经理副 组 长工程师项目生产经 理副 组 长工程师项目副经理组 员工程师技术负责 人组 员助 工统计员组 员助 工质检员组 员高级工程师西安公司总工程师技术指导三、选题理由及选题： 三、选题理由及选题：为实现“陕西省建筑结构优质工程”的质量目标本企业自身对质量要求比较高为掌握钢管柱内浇混凝土浇筑工艺质量要求 提高钢柱内混凝土的密实度企业要求掌握工艺四、现状调查 目前此类型工程不多见，尤其在西部地区，本小组通过收集资料，对工程的图纸认真研究、对无收缩性混凝土的技术性能进行分析造成钢柱内混凝土不密实的缺陷主要有：1、混凝土在隔板下部产生自沉；2、刚管柱隔板下面的外边角3045角内出现空隙；3、混凝土与钢管柱之间出现收缩分离；4、混凝土的内部出现气泡围绕钢管柱内混凝土的浇筑，本小组通过几次（1：1玻璃柱模型）试验，以C50混凝土浇筑为例，并严格按设定的混凝土配比及施工工艺操作，实验结果如下所示：砼标 号水（）水泥（）砂（）石子（）粉煤灰（）减水剂（）膨胀剂（）隔板下方产生缝隙高度深度C50170420598106010018.35255-8C50165410610106011018.3544.57-8C501754206001040110195065-6结果显示：混凝土在隔板下部位置均出现混凝土自沉（高度5-6mm，深度5-8cm），未出现其他的缺陷情况。

五、设定目标及可行性论证5.1、设定目标值目标值： 消除混凝土在管柱隔板下口的自沉 （隔板下口缝隙 3mm，缝深度 4cm） 目标值设定5.2、目标值可行性分析： 可 行 性 分 析 项目部支持小组保证项目部为保证活动目标的实现，全力支撑和配合QC小组活动小组成员有多年的QC活动经验，具有较强的工作实践经验，同时都直接参与工程施工目前国内已有此类似工程，并已突破此项技术技术可行 目 标 可 行六、原因分析 本小组围绕第一阶段的试验结果，对造成钢管柱隔板下部混凝土自沉的不利的主要愿意从“人、机、料、法、环、测”即“5W1H”方面进行分析，并采用鱼刺图的形式表达如下：石子的粒径太小混凝土在管柱隔板下产生自沉人机料法震动棒长度不够没有制定确实可行的施工配合比混凝土振捣方式不对水灰比控制不严浇筑时间控制不严环 膨胀剂的参量控制不准粉煤灰的参量不够责任心不强未控制好浇筑时间没有控制好浇筑温度混凝土的保养措施不够混凝土搅拌不均匀浇筑方法不当 缺少合理的施工工艺混凝土结合部位不密实七、确定要因序号末端因数要因确认认确认认方法负责负责人日期确认认结结果1未控制好浇筑时间没有做到在混凝土初凝之前入模，影响混凝土的流动性。

现场观 察、分析09.06.27 非要因2责任心不强浇筑时没有严格要规定的要求分段浇筑现场观 察、分析09.06.27非要因3振动棒的长度不够由于柱子的高度11米多，振动棒的长度只有8米，对下部振捣不够现场观 察、分析09.06.27要 因4混凝土搅拌不均匀混凝土搅拌不均匀，导致浆石分离，降低混凝土的和易性现场观 察、分析09.06.27非要因5膨胀剂 的参量控制不准膨胀剂 的参量小，混凝土内在起不到到微膨胀的作用，从而混凝土自身达不到微膨胀的功效现场观 察、分析09.06.27非要因6石子的粒径太小骨料的级配不佳，致使混凝土的和易性、流动性减低现场观 察09.06.27非要因7粉煤灰的参量不够粉煤灰使用小，促使水泥用量高，导致混凝土的自收缩现场观 察、分析09.06.27非要因8没有制定确实可行的施工配合比混凝土的配合比不合理，造成浆石分离，影响了混凝土的和易性现场观 察、分析09.06.27要 因9缺少合理的施工工艺没有有效的优化施工操作工艺，导致隔板下部的混凝土中的气泡没有能及时排除现场观 察、分析09.06.27要 因10水灰比控制不严水灰比增大，增加了混凝土的和易性，导致了浆液太多，气泡增多。

现场观 察、分析09.06.27非要因11混凝土振捣方式不对没有及时的采取复震，造成二次混凝土的结合部位混凝土不密实，加大了混凝土的自沉现场观 察、分析09.06.27要 因12浇筑时间 控制不严混凝土的浇筑时间 太长，影响了混凝土的终凝时间 ，混凝土自身得不到密实现场观 察、分析09.06.27非要因13混凝土的保养措施不够冬季浇筑好的混凝土不及时采取保温措施，混凝土受冻，影响混凝土强度现场观 察、分析09.06.27非要因14没有控制好浇筑温度管柱外面的温度太低、太高都会影响混凝的凝固，从而降低混凝土的强度现场观 察、分析09.06.27非要因经过分析确定以下3个要因： 1、没有制定确实可行的施工配合比 2、缺少合理的施工工艺 3、混凝土振捣方式不对 针对钢管柱内隔板下部混凝土产生自沉，导致质量缺陷的3个要因，广泛的提出对策，同时小组成员邀请本公司技术总工、商混站的专家及混凝土方面的权威专家一起讨论、研究，综合分析，制定出相应的对策措施，针对确定的对策，结合要因确定时的判断标准，设定了实施对策要达到的目标，从而制定了实施措施，进行模拟实验编制的对策表如下： 八、制定对策：对 策 表 序号要因对对策目 标标措 施实实施地点负责负责 人完成时间时间1没有制定确实可行的施工配合比调整混凝土中各种掺合料的用量制定出确实可行的混凝土的配合比1、应在混凝土中加水泥的含量13.6%的UEA微膨胀剂 ，使混凝土浇筑后微膨胀剂 以补偿 收缩达到密实。

2、适当的降低水泥的用量，增加粉煤灰的比例3、减低石子的用量，同时适当增加砂率4、掺入适当的减水剂现场实验2008.8.122缺少合理的施工工艺将钢管柱内混凝土进行分层浇 筑促使钢管内混凝土的气泡排尽1、进行分层浇 筑，每次浇筑高度80cm100cm为宜2、每次浇筑到隔板段时，距隔板面20cm位置留到第二次浇筑现场实验2008.8.123混凝土振捣方式不对振捣钢 管混凝土内浇筑法，调整振捣方式通过对 混凝土进行有效的复震，使管内混凝土更加密度1、待第一层混凝土浇筑完毕，进行振捣，时间 30S2、间隔30分钟后进行第二层浇 筑，混凝土振捣时，将振动棒插入至前面浇筑层10cm20cm处，进行振捣现场实验2008.8.16九、对策设施 实施一、针对没有制定确实可行的施工配合比： 措施： 1、调整混凝土的配合比，在混凝土中加水泥重量13.6%的UEA微膨胀剂，使混凝土浇筑后微膨胀剂以补偿收缩达到密实 2、适当的降低水泥的用量，增加粉煤灰的比例 3、降低石子的用量，同时适当增加砂率 4、掺入适当的减水剂效果验证：通过增加粉煤灰的比例，及增加UEA膨胀剂，可以使混凝土自身收缩得到相应的补偿，减少混凝土自身收缩现象。

实施二、缺少合理的施工工艺措施： 1、编制合理的施工工艺，混凝土通过导管注入：2、进行分层浇筑，每次浇筑高度80cm100cm为宜3、每次浇筑到隔板段时，距隔板面留高度20cm的位置，这样混凝土震动棒震动时，管柱内的气泡就能充分排出4、浇筑混凝土时要将导管伸入混凝土中20cm以上，以免外面空气进入混凝土中5、管内混凝土浇筑到管顶时，待振捣完毕后，将上面30cm混凝土去除，待30分钟后再进行浇筑，补平 图为浇筑流程示意图每次管内砼浇捣完后，提升换管，进入二次下管浇筑砼，一直浇至柱顶为止钢导管制作料斗浇筑砼导管安装至离柱底1.7m振动棒振捣砼表面压光清除浮浆砼试块压力测试砼试块养护制作砼试块砼坍落度测试资料归档效果验证：通过调整施工方法，柱内的气泡明显减少! 实施三、混凝土振捣方式不对对策措施：1、待第一层混凝土浇筑完毕，进行振捣，时间30S2、间隔30分钟后进行第二层浇筑，混凝土振捣时，将振动棒插入至下面浇筑层10cm20cm处，进行振捣，让下面浇筑层的混凝土中的气泡充分排尽，同时让两次浇筑的混凝土能更好的结合效果验证：通过调整振捣方式，混凝土的密实度得到了明显的提高九、效果检查： 通过小组人员的共同努力，完成了课题(实验)的全部对策措施，当混凝土（玻璃柱制作的模型）模板拆除后： 隔板下方产生空隙(气泡聚集) 隔板下出现收缩缝隙的深度 混凝土在隔板下口出现的缝隙 通过（模拟实验）对策实施后，效果明显得到了提高，隔板下方缝隙高度已控制在目标值范围内，但隔板下口的缝隙深度超过目标值。

结论：此次实验没有达到目标值 十、原因分析（第二轮PDCA） 为了能使钢管柱内隔板下口的混凝土缝隙深度缩小到所确定的目标值以内，需要重新分析、论证，小组认真统计、分析前两次的实验结果，同时请教相关专家，总结了以下可能导致不达目标值的原因 1、小组前两次的实验都是通过玻璃（1cm厚）制作的模型柱作实验的，虽然玻璃柱在实验过程中侧面每隔12cm都加了背楞，但由于玻璃的强度有限，容易产生变形；这样降低了混凝土中膨胀剂的作用制作玻璃柱所使用的玻璃胶，由于玻璃胶比较软，吸收了砼中膨胀剂的膨胀应力，从而也能降低混凝土中膨胀剂的作用 2、两次实验浇筑时采用的混凝土都是普通混凝土的配合比加膨胀剂再参入其他胶凝材料因为所使用的普通混凝土配比（以C50为例）：水灰比小，砂率比较小（564/m3），外加剂少（防冻剂18.3/m3、膨胀剂52/m3），可以看出粗骨料比重多，所以混凝土的和易性就比较差，流动性小 3、前两次做的实验都是采用玻璃柱（1cm厚）制作模型实验，由于玻璃柱的表面比较光滑，没有附作力，与混凝土粘接不上，从而不能有效防范混凝土的收缩通过小组成员的认真分析，资料汇总，总结得出，造成两次实验不成功的原因：1、实验的模型柱材料不合理； 2、管柱内的混凝土配比不符合技术性能要求； 本小组围绕一、二阶段的试验结果，对造成钢管柱隔板下部混凝土自沉的不利的主要原因。

从“人、机、料、法、环、测”即“5W1H”方面进行分析，并采用树状图的形式表达如下：模型柱材料不合理侧板变形侧板材料强度不够侧板材料厚度不够混凝土与侧板缺少附作力侧板比较光滑侧板的背楞间距大水灰比小混凝土产生气泡配合比不佳混凝土流动性小管柱内的混凝土配比不符合技术性能要求水泥用量小砂率小外加剂的参量少粉煤灰的参量大粗细细骨料级配不合理十一、确定要因序号末端因数要因确认认确认认方法负责负责 人日期确认认结结果1侧板材料强度不够在前两次实验 中都发现侧 板有向外涨裂的现象，出现侧 向绕度现场观 察、分析09.8.26要因2侧板材料厚度不够实验 用的模型柱的玻璃材料厚度仅为 1cm，同时玻璃的韧。