開(kāi)展QC活動(dòng)提高碳纖維加固一次粘貼合格率

王叢輝，梁偉，郭廣林，于海奇

（中建八局第二建設(shè)有限公司，濟(jì)南 250014）

1 工程概況

某幼兒園改造項(xiàng)目，地上4層，其中1層層高3.6 m，2層層高3.8 m，3層、4層層高3.6 m，女兒墻高及建筑高度維持原建筑高度。原結(jié)構(gòu)始建于2001年，由于功能布局發(fā)生調(diào)整，原教室房間面積較小，已無(wú)法滿足教學(xué)需要，故對(duì)房間布局進(jìn)行了重新分割，經(jīng)結(jié)構(gòu)分析計(jì)算，現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足調(diào)整后承載力要求，且房屋綜合抗震能力及變形不符合現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范要求，故對(duì)本工程進(jìn)行加固處理。

為達(dá)到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)目的，對(duì)水平受力構(gòu)件，擬采用高強(qiáng)度Ⅰ級(jí)碳纖維布（300 g/m2）對(duì)樓板、梁進(jìn)行加固處理。碳纖維布加固工程量約990.33 m2。粘貼纖維復(fù)合材加固，即用膠黏劑將碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維等復(fù)合纖維布粘貼于構(gòu)件表面，以達(dá)到提高構(gòu)件正截面受彎、斜截面受剪以及位移延性的目的，利用材料的抗拉性能來(lái)增加構(gòu)件抗彎和抗剪能力。

碳纖維片材采用高強(qiáng)度Ⅰ級(jí)碳纖維布，單層設(shè)計(jì)厚度為0.167mm，單位面積質(zhì)量為300 g/m2；抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值≥3400MPa；彈性模量≥230 000 MPa，伸長(zhǎng)率不小于1.6%。必須保證碳素纖維材料中的纖維為連續(xù)纖維，如在承重結(jié)構(gòu)加固作業(yè)中使用碳纖維，需選擇聚丙烯腈基12k或以下的小絲束纖維，不能采用通過(guò)預(yù)浸法制作而成的碳纖維織物。纖維復(fù)合材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按照置信水平0.99、保證率95%的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。

選擇經(jīng)過(guò)專門(mén)調(diào)配的改性環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑作為黏結(jié)纖維復(fù)合材的膠黏劑，承重結(jié)構(gòu)加固工程中不得使用不飽和聚酯樹(shù)脂和醇酸樹(shù)脂作為膠黏劑[1-2]。

碳纖維加固工藝流程：表面處理→涂刷底層膠→修補(bǔ)找平→膠料配制→粘貼碳纖維→表面防護(hù)處理→檢驗(yàn)。

1）準(zhǔn)備工作：首先清潔表面，具體應(yīng)將存在于粘貼處混凝土表面的浮漿、油污等雜物清除干凈，如存在蜂窩或裂縫問(wèn)題，需采取修補(bǔ)措施，露出結(jié)構(gòu)本體后吹凈，擦除碳纖維材料表面浮灰。然后將根據(jù)一定比例制成的底膠涂在表面上，應(yīng)保證涂抹均勻。

2）修補(bǔ)找平：上述工作完成后，如混凝土表面存在凹凸現(xiàn)象，則用修補(bǔ)膠進(jìn)行修補(bǔ)找平。

3）膠料配制：嚴(yán)格根據(jù)事先確定的比例制作黏結(jié)膠，首先甲、乙兩組分開(kāi)攪拌，再將兩者混合并攪拌。

4）粘貼碳纖維：根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸裁剪碳纖維，然后把調(diào)制均勻的黏結(jié)膠均勻涂抹在混凝土表面，在此基礎(chǔ)上敷設(shè)碳纖維，再通過(guò)滾筒沿著碳纖維方向反復(fù)滾壓，讓黏結(jié)膠浸透纖維中。

5）表面防護(hù)：按要求做好表面防護(hù)工作。如果需要粉刷保護(hù)，在面涂層進(jìn)行拍砂處理，但該項(xiàng)工作不能對(duì)已粘貼的碳纖維造成不良影響。

6）檢驗(yàn)：粘貼碳纖維施工結(jié)束且呈固化狀態(tài)后，檢查粘貼處的密實(shí)度，如有粘貼部位不符合要求，需采取修補(bǔ)措施。

2 立項(xiàng)理由

1）新工藝、新技術(shù)：隨著時(shí)間的推移，老樓改造加固項(xiàng)目越來(lái)越多。碳纖維布加固技術(shù)是一種新型技術(shù)，與其他傳統(tǒng)加固技術(shù)比較，不僅作業(yè)方便，而且加固效果好。

2）碳纖維加固工程量大，需要規(guī)避質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)：本工程碳纖維布結(jié)構(gòu)加固工程量為990 m2，若粘貼合格率較低，對(duì)安全存在較大隱患。

3）社會(huì)效益需要：安全改造加固項(xiàng)目為省級(jí)重點(diǎn)幼兒園，項(xiàng)目被列為省民生工程，社會(huì)關(guān)注度高，因此，對(duì)重點(diǎn)工序的質(zhì)量控制是項(xiàng)目總體質(zhì)量把控的重點(diǎn)。

項(xiàng)目管理人員均為第一次接觸該施工技術(shù)，尚無(wú)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可參考借鑒，為此，項(xiàng)目部成立了QC小組，對(duì)如何提高碳纖維布加固一次粘貼合格率進(jìn)行研究。

3 現(xiàn)狀調(diào)查

QC小組對(duì)已施工完畢的東教學(xué)樓3層南端底板碳纖維布加固部位施工質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、實(shí)測(cè)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，針對(duì)碳纖維布空鼓部位共計(jì)檢查50個(gè)點(diǎn)位，存在主要問(wèn)題的點(diǎn)10處，合格率80%。QC小組針對(duì)排查出的問(wèn)題召開(kāi)碳纖維施工質(zhì)量專題研討會(huì)，對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理歸納，制作出如表1所示的調(diào)查統(tǒng)計(jì)表。

麥芽汁培養(yǎng)基初始pH對(duì)Y17aM3生長(zhǎng)的影響結(jié)果如圖10-b。當(dāng)pH為3.5～5.5時(shí)，Y17aM3的生長(zhǎng)隨初始pH的增大而逐漸加快；當(dāng)pH=5.5時(shí)，Y17aM3生長(zhǎng)最快；當(dāng)pH＞5.5時(shí)，Y17aM3的生長(zhǎng)明顯減慢。因此，Y17aM3的最適生長(zhǎng)pH為5.5。

表1 碳纖維布一次粘貼合格率現(xiàn)狀調(diào)查表

依據(jù)東教學(xué)樓南段碳纖維布粘貼合格率調(diào)查表，得出結(jié)論：（1）基層清理不干凈；（2）用膠涂抹量不足。以上質(zhì)量缺陷頻率合計(jì)達(dá)到80%，是影響碳纖維布粘貼施工質(zhì)量的主要問(wèn)題，應(yīng)作為QC小組本次活動(dòng)的主要任務(wù)重點(diǎn)加以解決。

4 設(shè)定目標(biāo)

根據(jù)碳纖維一次粘貼合格率現(xiàn)狀調(diào)查表分析得出，只要將“基層清理不干凈”“用膠涂抹量不足”兩個(gè)質(zhì)量問(wèn)題解決90%，則合格率將提高至:1-[（10-8×90%）/50]×100%=94.4%。

因此，QC小組一致決定活動(dòng)目標(biāo)確定為“將碳纖維布一次粘貼合格率由80%提高至94.4%”。

5 原因分析

為了解決根本原因，QC小組召集全體組員開(kāi)專題討論會(huì)，針對(duì)實(shí)際情況，圍繞基層清理不干凈，用膠涂抹量不足的問(wèn)題，通過(guò)“頭腦風(fēng)暴法”，從“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)”6個(gè)方面進(jìn)行深入的分析、討論，并繪制關(guān)聯(lián)圖如圖1所示。

圖1 要因分關(guān)聯(lián)圖

影響碳纖維粘貼合格率的因素主要有兩項(xiàng)：基層清理不干凈、用膠涂抹量不足。其中基層清理不干凈主要原因有角磨機(jī)無(wú)法完全清除混凝土面層老舊結(jié)構(gòu)層、施工后未進(jìn)行及時(shí)保護(hù)、清理干凈的基層由于工序間歇時(shí)間長(zhǎng)或未采取保護(hù)而再次被污染等。用膠涂抹量不足主要原因有管理人員質(zhì)量把控意識(shí)差、原材料質(zhì)量不佳導(dǎo)致不易拌和均勻、施工工具選擇不當(dāng)導(dǎo)致黏膠不能均勻涂抹、工程量計(jì)算錯(cuò)誤導(dǎo)致膠量未計(jì)算準(zhǔn)確等。

經(jīng)QC小組調(diào)查與討論分析確認(rèn)，施工間歇時(shí)間不滿足施工要求、黏膠涂抹不均勻、用膠涂抹量不足，這3個(gè)要因是造成碳纖維布粘貼施工出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象的主要原因。

6 制定對(duì)策

針對(duì)碳纖維布粘貼施工合格率低的3個(gè)因素，遵循5W1H原則，5W1H分析法即：對(duì)選定的對(duì)象從原因（Why）、對(duì)象（What）、地 點(diǎn)（Where）、時(shí) 間（When）、人 員（Who）、方 法（How）6個(gè)方面提出問(wèn)題進(jìn)行思考[3]，研究對(duì)策、制定目標(biāo)、采取措施、專人負(fù)責(zé)，具體如表2所示。

表2 對(duì)策表

7 對(duì)策實(shí)施

針對(duì)要因1：施工間歇時(shí)間長(zhǎng)

2）增加施工人員，合理安排工序。基層驗(yàn)收合格后，盡快進(jìn)入下一道工序施工。活動(dòng)小組經(jīng)過(guò)討論，當(dāng)天清理完成的基層需完成碳纖維布粘貼；并由項(xiàng)目專業(yè)工程師與質(zhì)量工程師監(jiān)督，確保施工完成。

針對(duì)要因2：黏膠涂抹不均勻

因刷子無(wú)法將黏膠均勻涂抹在基層。QC小組經(jīng)過(guò)討論，使用棉滾筒刷進(jìn)行黏膠涂抹，并由項(xiàng)目質(zhì)量工程師驗(yàn)收監(jiān)督，確保黏膠均勻涂抹在基層。

針對(duì)要因3：用膠涂抹量不足

因未計(jì)算工程量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)拌和黏膠，導(dǎo)致部分基層涂抹黏膠數(shù)量不足。QC小組經(jīng)過(guò)討論，精準(zhǔn)計(jì)算當(dāng)天清理完成的基層面積，計(jì)算黏膠使用量，均勻涂抹至基層；并由項(xiàng)目質(zhì)量工程師驗(yàn)收，確保措施實(shí)施效果。

8 效果檢查

項(xiàng)目部對(duì)東教學(xué)樓3層南段板底碳纖維布粘貼空鼓情況進(jìn)行檢查，共有碳纖維布105處，實(shí)測(cè)50個(gè)點(diǎn)，合格48個(gè)點(diǎn)，不合格2個(gè)點(diǎn)，合格率為96%。經(jīng)總結(jié)所有問(wèn)題，與開(kāi)展QC小組活動(dòng)前的檢查情況相比較，具體情況見(jiàn)表3。

表3 對(duì)策實(shí)施前后檢查數(shù)據(jù)對(duì)比表

通過(guò)本次QC小組活動(dòng)，本工程碳纖維布粘貼施工一次合格率由活動(dòng)前的80%提高到96%，有效提高了施工質(zhì)量，節(jié)約了工期，減少了工程維修費(fèi)用，取得了顯著成效，并獲得2項(xiàng)省級(jí)QC成果。

9 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次QC小組活動(dòng)，發(fā)揮了其作為技術(shù)規(guī)范在實(shí)際應(yīng)用中的作用，滿足了質(zhì)量管理的需要，較好地解決了碳纖維布粘貼施工問(wèn)題。為了鞏固和提高所取得的成績(jī)，特制定了以下措施：（1）將這次QC小組活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)形成紀(jì)要，可為后續(xù)QC小組活動(dòng)提供參考。（2）在今后的項(xiàng)目中推行已證明有效的方法。（3）對(duì)過(guò)程中使用的新工具進(jìn)行記錄總結(jié)。

活動(dòng)前碳纖維布粘貼施工質(zhì)量問(wèn)題較多，合格率僅為80%，經(jīng)QC小組活動(dòng)后合格率達(dá)到96%。通過(guò)本次QC小組活動(dòng)，成功提高了項(xiàng)目后期樓地板施工一次性合格率，降低了后續(xù)返工維修的風(fēng)險(xiǎn)，間接減少了返工維修費(fèi)用，縮短了工期。

通過(guò)QC小組活動(dòng)，培養(yǎng)了數(shù)名質(zhì)量管理能手，通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作實(shí)現(xiàn)了既定質(zhì)量目標(biāo)，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)精神，提高了項(xiàng)目部通過(guò)QC小組活動(dòng)解決問(wèn)題的專業(yè)能力和質(zhì)量意識(shí)。