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（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ZJTQC2011-3-4 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557 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①、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指导。

②、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。

③、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。

④、竹溪县当地有丰富的岩性较好的石灰岩，料源丰富。

⑤、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①、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。

②、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①施工工艺成熟，可供参考资料多。

②地表开采、筛选方便。

③配制混凝土流动性好，易于施工，强度质量容易保证。

①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/m3②缺少0.075mm以下颗粒，级配不完美，影响和易性、工作性。

③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、机制砂+粉煤灰砼配合比①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。

②可以降低砼水泥水化热。

①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②价格高，平均价格为300元/吨。

不合理3、机制砂砼配合比①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②本地料源丰富，不需远运，质量易控制③价格低，到场价格为80元/m3，预计每方砼节约55元。

①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。

②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。

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：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75μm 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16μm 以上，平均粒径在45μm 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。

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2011.06.15杨延龙林斌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， 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、C30~C60、C60以上混凝土用机制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10 3 8 100% 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2011.06.20—2011.11.30 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为金丰石场的机制砂生产场地情况。