QC提高低本底特種混凝土的合格率

目錄一、工程概況二、小組簡介三、選擇課題P、計劃階段四、現(xiàn)狀調(diào)查五、設(shè)定目標(biāo)六、原因分析七、確認主要原因D、實施階段八、制定對策九、對策實施C、檢查階段十一、制定鞏固措施A、總結(jié)階段十二、總結(jié)和下一步打算十、效果檢查建筑規(guī)劃用地面積52402平方米總建筑面積：94937平方米主要建筑功能：法規(guī)標(biāo)準制定、核安全審評驗證、核應(yīng)急及反恐、輻射監(jiān)測、核安全監(jiān)督功能國核項目2#實驗及綜合業(yè)務(wù)樓地下三層布置低本底鉛室、地下二層布置低本底鐵室，通過后澆帶與四周結(jié)構(gòu)分開，后澆帶內(nèi)基礎(chǔ)、墻柱、頂板全部采用低本底特種混凝土，且厚度均不小于800mm。為保證實驗精度要求，實驗室對空氣吸收劑量率、本身原材料放射性核素比活度有限值要求。目前全國在建與投入使用的低本底實驗室只有2個，低本底實驗室建成后將是國內(nèi)體量最大、設(shè)備最先進、精度最高的低本底實驗室。

二、小組簡介1、小組簡介課題名稱提高低本底特種混凝土的合格率小組名稱特種混凝土QC小組成立時間2016年6月11日小組人數(shù)14人計劃活動時間2016年6月11日～2017年6月3日注冊號ZCB-06-01-(2016)課題類型攻關(guān)型計劃活動次數(shù)22次制表人：審核人：時間：2016年6月11日低本底特種混凝土設(shè)計要求（1）低本底實驗室平均空氣吸收劑量率控制在30nGy/h以內(nèi)；（2）低本底特種混凝土強度達到C35強度等級，坍落度控制在180±20mm。行業(yè)現(xiàn)狀（1）空氣吸收劑量率控制到60nGy/h；（2）低本底特種混凝土強度離散性大，坍落度不穩(wěn)定。選定課題提高低本底特種混凝土的合格率

三、選擇課題制圖人：審核人：時間：2016年6月12日

四、現(xiàn)狀調(diào)查

QC小組奔赴新疆、四川已建成的低本底實驗室進行特種混凝土的配制和檢測情況進行調(diào)研，匯總、整理檢測數(shù)據(jù)如下表所示：

低本底特種混凝土質(zhì)量檢查表

表1序號項目檢查數(shù)量不合格點合格點合格率（%）1放射性核素比活度1006436362低本底特種混凝土和易性1006040403R快(混凝土快速強度)10059595合計30012917157

低本底特種混凝土質(zhì)量問題統(tǒng)計表

表2序號問題項目頻數(shù)（個）累計頻數(shù)（個）頻率（%）累計頻率（％）1放射性核素比活度646449.649.62低本底特種混凝土和易性6012446.596.13R快(混凝土快速強度)51293.9100時間：2016年6月30日根據(jù)統(tǒng)計表和排列圖可知：1、放射性核素比活度不合格；2、低本底特種混凝土和易性不合格。這兩種質(zhì)量問題是低本底特種混凝土需要克服的兩個最主要問題。低本底特種混凝土質(zhì)量問題排列圖

四、現(xiàn)狀調(diào)查時間：2016年6月30日五、設(shè)定目標(biāo)

(1)低本底特種混凝土合格率達到95%：1）低本底鉛室距離地面1m處空氣吸收劑量率應(yīng)≤25nGy/h、低本底實驗室內(nèi)平均空氣吸收劑量率控制在30nGy/h以內(nèi)；2）低本底特種混凝土強度達到C35強度等級，和易性滿足施工要求。1、目標(biāo)值設(shè)定2、目標(biāo)設(shè)定依據(jù)如果完全解決低本底特種混凝土兩個最主要的質(zhì)量問題，可以將低本底特種混凝土質(zhì)量合格率提高到1-（1-57%）*（1-96.1%）=98.3%?？紤]第一次施工此類工程,小組設(shè)想將問題解決到95%。

低本底特種混凝土質(zhì)量合格率目標(biāo)柱狀圖制圖人：審核人：時間：2016年7月2日

六、原因分析低本底特種混凝土和易性不合格問題原因分析系統(tǒng)圖QC小組成員利用頭腦風(fēng)暴法，

針對低本底特種混凝土“放射性核素比活度不合格、低本底特種混凝土和易性不合格”的主要質(zhì)量問題進行討論，將可能造成這兩個問題的原因，整理繪制出造成質(zhì)量問題的系統(tǒng)圖:放射性核素比活度不合格問題原因分析系統(tǒng)圖制圖人：審核人：時間：2016年7月4日

七、確認主要原因要因確認計劃表制表人：審核人：時間：2016年8月5日序號末端因素確認方法負責(zé)人確認時間序號末端因素確認方法負責(zé)人確認時間因素1無崗前培訓(xùn)調(diào)查分析陸東2016.7.13因素12溫度現(xiàn)場測量孫永平2016.7.30因素2未定期對計量設(shè)備進行校核調(diào)查分析孫永平2016.7.14因素13操作人員責(zé)任心不強調(diào)查分析陸東2016.7.13因素3未定期對攪拌機械進行保養(yǎng)調(diào)查分析孫永平2016.7.14因素14攪拌機械未清理干凈調(diào)查分析孫永平2016.7.25因素4骨料粒徑不合理試驗朱佳樂2016.7.25因素15外加劑放射性核素比活度不合格現(xiàn)場測量劉俊磊2016.7.21因素5骨料級配不合理試驗朱佳樂2016.7.25因素16粗骨料放射性核素比活度不合格現(xiàn)場測量劉俊磊2016.7.21因素6水泥摻量不合理試驗李晉謙2016.7.25因素17細骨料放射性核素比活度不合格現(xiàn)場測量劉俊磊2016.7.21因素7用水量不合理試驗李晉謙2016.7.25因素18水泥放射性核素比活度不合格現(xiàn)場測量劉俊磊2016.7.21因素8砂率不合理試驗李晉謙2016.7.28因素19水放射性核素比活度不合格現(xiàn)場測量劉俊磊2016.7.21因素9外加劑摻量不合理試驗李晉謙2016.7.28因素20儲存期間混入雜質(zhì)調(diào)查分析劉子賢2016.7.8因素10攪拌時間不合理試驗李晉謙2016.7.30因素21運輸過程中混入雜質(zhì)調(diào)查分析劉子賢2016.7.6因素11投料順序不合理試驗李晉謙2016.7.30因素22檢測工具未鑒定合格調(diào)查分析張樹潮2016.7.21

通過上面兩個施工質(zhì)量系統(tǒng)圖分析共找出22個末端因素，QC小組運用調(diào)查分析、現(xiàn)場測量、試驗3種方法一一進行分析。末端因素一：無崗前培訓(xùn)確認時間2016年7月13日確認方法調(diào)查分析責(zé)任人陸東確認過程小組成員經(jīng)調(diào)查，混凝土攪拌站操作、試驗等人員培訓(xùn)記錄完整。在試配低本底特種混凝土前，對參與試配的10位人員進行了崗前培訓(xùn)，并對培訓(xùn)情況作考核，考核優(yōu)良率達100%。末端因素二：未定期對計量設(shè)備進行校核確認時間2016年7月14日確認方法調(diào)查分析責(zé)任人孫永平確認過程（1）混凝土攪拌站采用電腦控制，各組分單獨計量；（2）在混凝土試配過程中，小組成員密切觀察，計量系統(tǒng)未出現(xiàn)異常情況；按照設(shè)備說明書要求定期對攪拌站的各種電子稱量設(shè)備進行標(biāo)定效驗。攪拌站人機一體化控制系統(tǒng)末端因素三：未定期對計量設(shè)備進行保養(yǎng)確認時間2016年7月14日確認方法調(diào)查分析責(zé)任人孫永平確認過程經(jīng)調(diào)查，混凝土攪拌站在實際操作中，嚴格按照規(guī)定要求對攪拌機械進行維護保養(yǎng)，且維護保養(yǎng)記錄齊全。非要因非要因非要因末端因素四：骨料粒徑不合理確認時間2016年8月3日確認方法試驗責(zé)任人朱佳樂確認過程根據(jù)新疆中心提供的配合比方案，在不改變混凝土其它原材料量的情況下，按照粗骨料最大粒徑31.5mm和25mm分別進行試驗，檢驗其對低本底特種混凝土和易性合格率的影響。檢驗結(jié)果如下表所示：

確認時間2016年8月3日確認方法試驗責(zé)任人朱佳樂確認過程

根據(jù)新疆中心提供的配合比方案，在不改變混凝土其它原材料量的情況下，以下表中骨料級配為基準，調(diào)整級配，檢驗其對低本底特種混凝土和易性的影響。檢驗結(jié)果如下表所示：

末端因素五：骨料級配不合理要因要因末端因素六：水泥摻量不合理確認時間2016年7月25日確認方法試驗責(zé)任人李晉謙確認過程在不改變混凝土其它原材料量的情況下，以水泥用量398kg為基準，以10kg為調(diào)幅，調(diào)整水泥用量，檢驗其對低本底特種混凝土和易性的影響。末端因素七：用水量不合理確認時間2016年7月25日確認方法試驗責(zé)任人李晉謙確認過程在不改變混凝土其它原材料量的情況下，以用水165kg為基準，以5kg為調(diào)幅，調(diào)整水量，檢驗其對低本底特種混凝土和易。

確認時間

2016年7月28日確認方法

試驗責(zé)任人李晉謙確認過程在不改變混凝土其它原材料量的情況下，以外加劑摻量9.99kg為基準，以0.1kg為調(diào)幅，調(diào)整外加劑摻量，檢驗其對低本底特種混凝土和易性合格率的影響。

末端因素八：砂率不合理末端因素九確認時間

2016年7月28日確認方法

試驗責(zé)任人李晉謙確認過程在不改變混凝土其它原材料量的情況下，以外加劑摻量9.99kg為基準，以0.1kg為調(diào)幅，調(diào)整外加劑摻量，檢驗其對低本底特種混凝土和易性合格率的影響。外加劑摻量不合理非要因非要因非要因非要因末端因素十：攪拌時間不合理確認時間2016年7月30日確認方法

試驗責(zé)任人李晉謙確認過程在不改變其他試配條件的情況下，以《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》規(guī)定以5S為調(diào)幅，逐步增加攪拌時間確認時間

2016年7月30日確認方法

試驗責(zé)任人李晉謙確認過程

調(diào)整低本底特種混凝土計量材料的投料順序（試配時按照粗骨料、水泥、細骨料的投料順序）

確認時間

2016年7月30日確認方法

現(xiàn)場測量責(zé)任人孫永平確認過程小組按照新疆中心提供的配合比方案，分別在一天中的三個時段（早晨7點，中午14點，晚上21點）進行試配，檢驗溫度對低本底特種混凝土和易性的影響，環(huán)境溫度的記錄結(jié)果以及和易性的檢測結(jié)果如下表所示：末端因素十二：溫度末端因素十一：投料順序不合理非要因非要因非要因末端因素十三：操作人員責(zé)任心不強確認時間2016年7月13日確認方法調(diào)查分析責(zé)任人陸東確認過程擬用于低本底實驗室的特種混凝土，其原材料放射性核素比活度的檢測結(jié)果是由中國輻射防護研究院工程所試驗分析得到。研究院的試驗人員為專業(yè)技術(shù)人員，均經(jīng)過系統(tǒng)的培訓(xùn)和考核，且院內(nèi)崗位職責(zé)清晰，獎罰明確，不存在因人員責(zé)任心不強導(dǎo)致檢測錯誤的問題。

末端因素十四：攪拌機械未清理干凈確認時間2016年7月20日確認方法

調(diào)查分析責(zé)任人孫永平確認過程小組成員經(jīng)調(diào)查，混凝土攪拌站的攪拌主機配有自動清洗裝置，每次作業(yè)完成后均在兩小時內(nèi)，將主機所有接觸混凝土部位清洗干凈，不存在攪拌機械未清理干凈即開始下次攪拌的現(xiàn)象。

非要因非要因末端因素十五：外加劑放射性核素比活度不合格確認時間2016年7月21日確認方法現(xiàn)場測量責(zé)任人劉俊磊確認過程

如果采用放射性核素比活度超限的原材配制混凝土，將直接導(dǎo)致低本底特種混凝土放射性核素比活度不合格。

非要因確認時間2016年7月21日確認方法現(xiàn)場測量責(zé)任人劉俊磊確認過程

如果采用放射性核素比活度超限的原材配制混凝土，將直接導(dǎo)致低本底特種混凝土放射性核素比活度不合格。

末端因素十六：粗骨料放射性核素比活度不合格末端因素十七：細骨料放射性核素比活度不合格確認時間2016年7月21日確認方法現(xiàn)場測量責(zé)任人劉俊磊確認過程

如果采用放射性核素比活度超限的原材配制混凝土，將直接導(dǎo)致低本底特種混凝土放射性核素比活度不合格。要因要因末端因素十八：水泥放射性核素比活度不合格確認時間2016年7月21日確認方法現(xiàn)場測量責(zé)任人劉俊磊確認過程

如果采用放射性核素比活度超限的原材配制混凝土，將直接導(dǎo)致低本底特種混凝土放射性核素比活度不合格。

要因確認時間2016年7月21日確認方法現(xiàn)場測量責(zé)任人劉俊磊確認過程根據(jù)中國輻射防護研究院工程所的建議，混凝土拌合物用水只需采用天然礦物質(zhì)水或自來水，其放射性核素比活度數(shù)值較低，對低本底特種混凝土的空氣吸收劑量率影響較小。末端因素十九：水放射性核素比活度不合格末端因素二十：存儲期間混入雜質(zhì)確認時間2016年7月6日確認方法

調(diào)查分析責(zé)任人劉子賢確認過程商混站原材料均按照類別單獨存儲，且有專人負責(zé)管理。非要因末端因素二十一：運輸過程中混入雜質(zhì)確認時間2016年7月8日確認方法

調(diào)查分析責(zé)任人劉子賢確認過程（1）原材料在加工廠加工后直接由專車運往商混站，不存在混入雜質(zhì)問題；（2）原材料和試塊在送檢前，均進行了封樣處理，運輸過程中不會混入雜質(zhì)。末端因素二十二：檢測工具未鑒定合格確認時間2016年7月21日確認方法

調(diào)查分析責(zé)任人張樹潮確認過程空氣吸收劑量率由輻射防護研究院工程所試驗得到。院內(nèi)各種試驗設(shè)備及檢測儀器在國際上均處于領(lǐng)先地位，不存在檢測工具未鑒定合格問題。非要因非要因非要因4、骨料粒徑不合理5、骨料級配不合理經(jīng)過對以上22個末端因素進行分析和驗證，最終確定5個主要原因1、水泥放射性核素比活度不合格2、粗骨料放射性核素比活度不合格3、細骨料放射性核素比活度不合格八、制定對策

QC小組針對以上找出的5條要因進行專項分析研究，小組成員認真分析每條要因，集思廣益，積極獻言獻策，并制定對策分析表：要因1~3水泥、粗骨料、細骨料放射性核素比活度不合格對策按照放射性限值要求進行原材比選。目標(biāo)比選出放射性核素比活度：水泥：Ra-226≤29.7，Th-232≤18.1，K-40≤203.7；粗骨料：Ra-226≤4.9，Th-232≤5.3，K-40≤37；細骨料：Ra-226≤4.9，Th-232≤5.3，K-40≤37。措施

按照放射性限值要求在全國范圍內(nèi)進行原材取樣，經(jīng)現(xiàn)場粗測合格的樣品，交由中國輻射防護研究院工程所進行試驗分析，經(jīng)測試分析符合要求的原材才可以選用。負責(zé)人梁華地點全國完成時間2016年8月26日水泥、粗骨料、細骨料放射性核素比活度要因?qū)Σ叻治霰韺Σ弑硪?對策分析表要因4骨料粒徑不合理對策粗骨料最大粒徑取20～40mm（中石）。目標(biāo)選出最優(yōu)粗骨料最大粒徑。措施根據(jù)粒徑限值，結(jié)合專家意見，明確粗骨料最大粒徑。負責(zé)人朱佳樂地點商混站完成時間2016年8月26日要因5對策分析表要因5骨料級配不合理對策骨料采用連續(xù)級配目標(biāo)（1）選出最優(yōu)的粗、細骨料級配；（2）配制出坍落度在180±20mm，強度等級為C35的低本底特種混凝土。措施（1）通過正交試驗法設(shè)計試驗方案；（2）驗證試驗方案；（3）試驗結(jié)果分析；（4）反復(fù)試配以逼近最優(yōu)方案；（5）試驗驗證確認最優(yōu)方案。負責(zé)人朱佳樂地點商混站完成時間2016年8月30日九、對策實施QC小組赴靈壽縣、張家口、太原及新沂等市縣，共篩選出15家30個石英砂樣品，12家15個水泥樣品符合設(shè)計規(guī)定的放射性核素比活度限值材料。對低本底實驗室基建材料所需的水泥、石英砂、石英石等主要材料中的放射性核素進行檢測。對策實施一：按照放射性限值要求進行原材比選1、石英砂：QC小組將帶回30個樣品經(jīng)詳細測試分析，最終確定放射性核素比活度最低的靈壽縣石英砂做為低本底混凝土骨料原材。石英砂放射性核素比活度（單位：Bq/kg）序號樣品編號核素含量(Bq/Kg)備注Ra-226Th-232K-4012-1＜1.0＜1.6＜7.3靈壽（發(fā)黑）22-2＜0.91＜1.6＜6.5靈壽（發(fā)白）33-1＜0.93＜1.5＜9.3新沂2、水泥：QC小組將帶回15個樣品經(jīng)詳細測試分析，最終確定河北金隅鼎鑫水泥作為低本底混凝土的膠凝材料。水泥放射性核素比活度（單位：Bq/kg）序號樣品編號核素含量(Bq/Kg)備注Ra-226Th-232K-4012-119.418174

河北金隅鼎鑫水泥（核電專用）22-224.921.5180

河北金隅鼎鑫水泥（泰山中聯(lián)）通過全國取樣比選，最終QC小組篩選出放射性低于設(shè)計計算限值的原材料，攻克低本底特種混凝土放射性核素比活度難以滿足設(shè)計要求難題，為低本底特種混凝土后續(xù)工作的開展奠定了堅實基礎(chǔ)。對策一實施效果驗證制表人：審核人：時間：2016年9月14日

粗骨料選用粒形良好、質(zhì)地堅硬的石英石，石英石最大粒徑滿足：粗骨料粒徑的限值

石英石在滿足最大粒徑限制要求的條件下，綜合考慮粗骨料可加工性、經(jīng)濟性和特種混凝土工作性能及現(xiàn)場泵送要求，確定粗骨料最大粒徑為25mm。結(jié)構(gòu)種類最大粒徑尺寸構(gòu)件不應(yīng)超過構(gòu)件截面最小尺寸的1/4混凝土實心板（1）不宜超過板厚的1/3；（2）不應(yīng)超過40mm鋼筋混凝土不應(yīng)超過鋼筋最小間距的3/4對策實施二：粗骨料最大粒徑取20～40mm（中石）經(jīng)專家論證會討論，確定低本底特種混凝土的骨料最大粒徑值宜為25mm。對策二實施效果驗證

粗骨料在混凝土其它原材料用量不變的情況下，采用不同級配的骨料進行混凝土試配，通過正交試驗法，小組反復(fù)試配以逼近最優(yōu)方案，得出低本底特種混凝土的最優(yōu)級配量級，并形成級配篩分數(shù)據(jù)表，決定選用下列配合比配制C35低本底特種混凝土：

a.水泥：PN42.5核電工程用的硅酸鹽水泥400kg；

b.粗骨料級配：篩孔（mm）25.020.016.09.54.752.36底料篩出量（g）512181801722829274151分計（％）0.124.436.014.416.65.53.0累計（％）02460759297100c.細骨料級配：篩孔（mm）2.361.180.630.3150.18底料篩出量（g）11467594291127分計（％）22.813.411.88.418.225.4累計（％）2336485675100粗骨料級配篩分比細骨料級配篩分比d.砂率：0.42；對策實施三：骨料采用連續(xù)級配QC小組對通過正交試驗法驗證，配置出強度滿足設(shè)計要求的C35混凝土，且坍落度控制在180±20mm范圍內(nèi)。小組有效解決了低本底特種混凝土泌水、無法泵送、強度不穩(wěn)定等問題，利用技術(shù)保障有效提升特種混凝土質(zhì)量。對策三實施效果驗證序號項目允許值檢查數(shù)量不合格點合格點合格率（%）1低本底特種混凝土坍落度180±20mm50248962R快100%50050100合計

10029898低本底特種混凝土質(zhì)量檢查表制表人：審核人：時間：2016年9月29日

低本底特種混凝土攪拌

低本底特種混凝土出機

低本底特種混凝土坍落度檢測十、效果檢查1、低本底特種混凝土質(zhì)量2016年10月10日，QC小組組長組織小組成員對低本底特種混凝土質(zhì)量進行全面檢查并對各檢驗項目進行匯總。共檢查300點，合格295點，不合格5點，其中放射性核素比活度合格率為100%，低本底特種混凝土和易性合格率為95%，R快合格率為100%，混凝土合格率98.3%＞95%的目標(biāo)值，順利完成預(yù)定低本底實驗室特種混凝土合格率達到95%的課題目標(biāo)。

時間：2016年10月12日序號項目測量點不合格點合格點合格率（%）1放射性核素比活度10001001002低本底特種混凝土和易性100595953R快1000100100合計300529598.3特種混凝土強度檢測報告十、效果檢查2、低本底特種混凝土結(jié)構(gòu)成型后空氣吸收劑量率低本底實驗室的空氣吸收劑量率是否滿足設(shè)計要求，必須在低本底特種混凝土成型后進行現(xiàn)場實測，為了檢驗低本底特種混凝土最終成型質(zhì)量，中國輻射防護研究院工程所專業(yè)人員進行現(xiàn)場檢測，檢測結(jié)果良好，檢測結(jié)果如下表所示：

空氣吸收劑量率檢查表制表人：審核人：時間：2017年5月3日序號項目測量位置是否達到設(shè)計要求1空氣吸收劑量率低本底鉛室正中心位置距離地面1m處是低本底實驗室內(nèi)平均空氣吸收劑量率是中國輻射防護研究院工程所專業(yè)人員現(xiàn)場測量現(xiàn)場測量結(jié)果3、社會效益

低本底實驗室施工完成后，