钢管拱混凝土的研制全解

实现 目标 有保证
3 、我公司出台了一系列鼓励技术 创新的政策，大家积极性高涨。
六、提出方案并确定最佳方案：
（一）混凝土浇筑方案：
小组成员运用“头脑风暴法”提出了混凝土浇筑方案，经过 整理形成三套方案：
1、顶升法
2、灌注法
3、自落法
方案的比较
序号 1顶升法 优点 施工速度快，对混凝土产 生顶升压力可以使其进一 不足 混凝土要在顶升过程中保持良好的流动 性，不发生“骨料沉积”现象否则会产
序号
方案简述
Ⅰ＃
使用缓凝剂＋防冻剂
Ⅱ＃
使用高浓型高效减水剂＋新型防冻组分（硫氰酸盐）
Ⅲ＃
增加粉煤灰的掺量＋高效防冻剂
初始(新拌)
90分钟后 塌落度 (mm) 塔罗流动度 (mm)
损失值△ 塌落度 (mm) 塔罗流动度 (mm)
序号
塌落度 (mm)
塔罗流动度 (mm)
Ⅰ＃
240
650
180
450
60
优点 模拟实际情况，原理简单，效 果直观。 利用原有试验，进行简单的观 察。
缺点 操作较为复杂，耗时较长。
B＃
（放弃）
需要有一定的经验，没有一 个十分清晰的界线。 混凝土抗“过振”较“抗骨 料沉积”要求更为严格。而 我们配制的为自密实混凝土 是不进行振捣的。
C＃
（选用）
利用混凝土抗过振的性能反应 其抗骨料沉积性能，理论出发 点巧妙。
200
Ⅱ＃
240
680
205
550
35
130
Ⅲ＃
240
660
200
550
40
160
序号
技术指 标排名
优点
缺点
Ⅰ＃
3
使用现有成熟的定型产品加以组合,产 品质量易于保证,出现问题可以迅速查 明原因.
使用高浓型减水剂不但掺量小，更重要 的是其含NaSO4很低,一般小于5％，防 冻剂产品一般也含有NaSO4，而使用防 冻组分（硫氰酸盐）其不含NaSO4可以 有效避免冬季NaSO4结晶造成的混凝土 流动度下降的问题。 巧妙运用简单的技术，解决技术难题。
步密实
2灌注法 模仿灌注桩施工工艺，保 质浇筑的整体性。 3自落法 利用混凝土自流平、自密 实的特性，操作简单。
生堵管，目前只能根据经验判断，没有
一个检测方法。 导管不宜布置和操作，接近拱顶是导管 几乎呈水平，无法控制灌注面。 混凝土流淌速度慢，线路长，不易保证 其密实性。
评分 序号 1 技术可行性 经济合理性 1＃ 效果 耗时 技术可行性 经济合理性 2＃ 效果 耗时 技术可行性 经济合理性 3＃ 效果 耗时 4 1 4 1 4 1 4 1 4 1 5 1 3 1 3 1 5 2 4 1 3 2 3 1 3 1 3 1 52 16 2 5 3 1 2 5 3 1 2 5 4 1 2 5 2 2 2 5 2 2 3 5 3 1 2 5 3 1 3 5 2 2 2 5 3 2 2 5 3 1 2 5 4 1 2 5 4 1 2 5 3 2 2 5 2 2 30 70 41 20 2 4 2 4 4 4 2 4 5 5 2 5 5 5 3 4 4 5 3 5 4 5 2 4 5 4 2 4 5 5 3 4 4 5 3 4 3 5 2 5 5 5 2 4 5 5 3 5 4 5 2 4 5 5 4 5 60 67 35 61 5 4 2 5 4 3 5 5 4 5 4 5 5 5 6 4 5 7 5 4 8 4 4 9 5 5 10 5 5 11 5 5 12 4 4 13 5 4 14 5 4 67 62 合计
但混凝土钢管混凝土由于不进行振捣，混凝土中 的汽泡能否顺利排除？而质量不高稳定性差的汽
泡会聚集在一起，形成大汽泡，造成局部缺陷。
这样即使混凝土强度达到设计要求，混凝土的力
学性能也不会理想，甚至会有结构安全方面的问 题。于是我们决定着手解决混凝土密实这一问题。
（三）提高混凝土密实方案
解决混凝土密实的问题，防止大的有害汽泡聚集，目前存在两个 完全不同的观点：
在低温情况下，必须严格控制 掺量，否则容易造成质量施工。
Ⅱ＃
1
增加一道材料采购工作，现场 计量也多一个组份。
Ⅲ＃
2
粉煤灰运输成本较高，强度不 宜控制。
序号
成本 费用
预期 效果
分析 结果
理由陈述
Ⅰ＃
28 元／m3
比较 理想
放弃
考虑现场操作的实际情况，过分严格的指标不宜百分 之百保证做到。
Ⅱ＃
26 元／m3
张少勇
2007年 11月12日
3
混凝土骨 料沉积的 检测方法
混凝土浇 筑
1 确定具体的试验步骤； 2 确定试验参数； 3 组织培训。
1使用两台泵对称泵送； 2使用状态良好的混凝土泵； 3保证连续供料。
1
新拌混凝 土性能
科研 所
王险峰
2007年 11月7日
2
混凝土的 密实性
加入高性能 的引气剂增 加密实性 用“过振” 试验评价混 凝土骨料沉 积 顶升法
优化混凝土配合比， 保证混凝土密实， 1确定具体的试验步骤和参数； 科研 进一步完善混凝土 2选择国内知名企业生产的引 所 的性能，形成最终 气剂； 混凝土配合比。 现场相关人员能够 准确、熟练判断混 凝土是否会发生 “骨料沉积”。 顺利的将混凝土顶 升到钢管拱中。
理想
选用
虽然增加一个采购环节（硫氰酸盐），但山西省省内 有生产厂家，单价较贵，但用量极小，总金额并 不多。外加剂中不含有Na2SO4,防止低温结晶而影 响泵送。
Ⅲ＃
22 元／m3
比较 理想
放弃
由于距离较远粉煤灰运输成本较高，并不能有效降低 成本，而且混凝土强度不宜保证。

采用Ⅱ＃方案，使新拌混凝土具有了良好性能。
制做圆柱体观察
塌落流动度试验观察圆饼边缘是否清 晰、整洁
用“过振”无离淅评价
研制钢管拱混凝土
使用高浓型高效减水剂和新型防冻组 份保证新拌混凝土的性能 加入高性能的引气剂增加混凝土密实 性 用“过振”无离淅，检测混凝土是否 会发生“骨料沉积” “顶升法”进行混凝土浇筑
八、制定对策：
序 号 项目 对策 使用高浓型 高效减水剂 和新型防冻 目标 确定具有良好的保 塑与防冻性能的初 始混凝土配合比。 措施 1选用知名企业的优质产品； 2进行多次混凝土配合比试配 ，确定原始配合比。 地点 责任人 时间


选定C方案：理由该方案简单，易于操作， 对人员的的技术水平要求不高，试验设备 都是利用原有设备，原理科学：混凝土在 振捣时骨料之间的摩阻力急剧降低，骨料 极易发生沉积，可见抗“过振”比“抗骨 料沉积”更难。 我们用C＃种方案，对混凝土的抗骨料沉 积性能进行评价检测，可以在施工现场有 效控制混凝土的质量。
钢管拱混凝土的研制
小组名称：险峰QC小组 发 布 人：
一、小组概况：
小组名称 险峰QC小组 小组类型 创新型
成立时间
注册号 课题名称
5月15日
KT0603 钢管拱混凝土的研制
小组登记时间小组人数 课题注号6月1日14人 KT0703
课题登记 日期
9月17日
课题活动时间
9月17日至 3月6日
二、工程概况：
选定
由于加入加入消泡剂，使混凝土中汽泡变的不稳定，极易破碎， 这时一些原来小而稳定的汽泡还会形成聚集。加入高性能的引气
剂，使产生的汽泡分散成小而多的微小汽泡，而且稳定性极高，
因而效果理想。
通过合理使用混凝土外加剂我们可以配制 出性能理想的混凝土，但是搅拌混凝土还 是存在许多不确定的因数，因此我们在顶 升泵送混凝土时必须对入泵混凝土采取有 效的质量控制，防止性能达不到要求的混 凝土入泵，也就是要杜绝发生“骨料沉积” 的混凝土进入到钢管拱内！
（四）混凝土骨料沉积的检测方法：
将增大顶升的阻力，甚至发生堵罐。 混凝土进入直径800mm钢管内，混凝土液面缓慢上升这时，粗 骨料受重力作用，而混凝土的剪切应力小于重力将发生“骨料沉 积”，粗骨料沉积在钢管拱底部，将会堵住泵送入口，造成质量 事故。 目前，只能根据经验判断混凝土是否会发生骨料沉积，还没有一 个试验方法来评价混凝土是否会发生骨料沉积。QC小组发动小组 成员提出解决方案，小组成员提出了三种方法：
七、形成最佳方案：
钢管拱混凝土的研制
顶升法
灌注法
自落法
混凝土要在顶升过程中 保持良好的流动性；
使用缓凝剂＋防冻剂
使用高浓型高效减水剂 ＋新型防冻组分（硫氰酸盐）
增加粉煤灰的掺量 ＋高效防冻剂
加入消泡剂，防止混凝土中汽泡的产 生
加入高性能的引气剂，使产生的汽泡 微小无害
入泵前对混凝土骨料沉积 的检测方法
四、设定目标：
分析过程 估计施工日期大约在 11月下旬 灌注完成时间，不得 超过第一盘入管混凝 土的初凝时间 不能出现断缝、空洞
必须考虑防冻性能 混凝土要具有良好的和易性，如果发生骨料下沉，将会是混凝土泵送 顶升困难甚至发生堵管等质量事故。而且良好的和易性必须在钢管拱 的顶升过程中保持自始至终。 混凝土的密实性一定要保证，由于钢管拱内无法进行振捣，所以混凝 土要求自密实。 混凝土与钢管拱壁应该结合良好，但“膨胀”意义不大，混凝土的膨 胀率在0.02％～0.03%之间，而一级钢的延伸率在25％，两者相差约两 个数量级！因此不考虑加入膨胀剂，只考虑混凝土的密实性和减少收 缩的问题。 必须达到强度要求。
256
196
129
备注：打分1～5分，分别表示很差、差、中、好、很好五个评价等级。

我们结合有关专家和小组成员打分的结果，选择
了1＃方案——顶升法，经过征求监理部、项目
部和指挥部的意见，大家都认为“顶升法”容易 保证施工质量，而且比较易于操作。但是如何保 证： 混凝土要在顶升过程中保持良好的流动性、和易 性；