6 Sigma在特細砂混凝土質量管控中的應用研究

摘 要：探索6 Sigma在特細砂混凝土質量管控中的應用，并分析其效果和優勢。采用系統分析和統計方法對實際工程案例進行深入研究，統計分析特細砂混凝土質量的關鍵指標，并針對這些指標進行管控和改進措施。結果表明，通過引入6 Sigma方法，特細砂混凝土質量得到了顯著提升，出現質量問題的概率得到有效降低，并且可靠性和穩定性得到了顯著提高。

關鍵詞：6 Sigma；特細砂混凝土；質量管控；統計分析；穩定性提升

中圖分類號：YU521" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2096-6903（2024）06-0052-03

0 引言

特細砂是指細度模數處于0.7～1.5或平均粒徑在0.25 mm以下的砂，常見于河床沖刷和沙漠風化。特細砂混凝土在實際應用中，存在和易性較差、強度穩定性差、水泥用量大、易開裂等諸多問題。在建筑工程中，混凝土工程占據主導地位，對建筑的成本及質量起決定性作用。

為了解決特細砂混凝土質量管控中存在的問題，提高特細砂混凝土質量的穩定性和可靠性，將6 Sigma管理方法作為一種有效的管理工具，引入特細砂混凝土生產和質量管控中。6 Sigma管理方法以其系統性、科學性和可操作性，為項目團隊提供了一種基于統計和數學模型的全面質量管控方案，有效降低了出現質量問題的概率，并提高質量可靠性和穩定性[1]。

1 6 Sigma管理方法概述

1.1 6 Sigma管理方法的定義與原理

6 Sigma管理方法，是一種以統計學為基礎的質量管理方法。通過數據分析，找出造成質量問題的根本原因，并采取相應的改進措施，以達到質量管理的目標[2]。

6 Sigma管理方法的原理主要包括以下4個方面：①數據收集與分析。6 Sigma管理方法強調數據的重要性，通過收集大量的質量數據，并進行統計分析，可以得出質量問題的具體表現和潛在原因。這些數據來自產品的生產過程、客戶的反饋、供應商的質量報告等，通過分析這些數據，找到質量問題的主要原因，并制定相應的改進措施。②根本原因分析。6 Sigma管理方法注重對質量問題的根本原因進行分析。它采用了一系列的統計工具和方法，如因果圖、直方圖、散點圖等，可以找出造成質量問題的主要因素，并進行重點改進。③流程改進與控制。6 Sigma管理方法強調流程改進與控制的重要性。通過對生產流程進行優化，減少或消除可能導致質量問題的環節，提高產品的質量穩定性。通過制定詳細的流程控制標準和操作規范，確保質量管理的一致性和可持續性。④團隊合作與培訓。6 Sigma管理方法強調團隊合作與培訓的重要性。它鼓勵跨部門的團隊合作，通過集思廣益，共同解決質量問題。通過培訓和教育，提升員工的質量意識和技能水平，使其能夠更好地參與到質量管理中[3]。

1.2 6 Sigma管理方法的組成要素

6 Sigma管理方法是一種以數據為基礎的質量管理方法，其核心目標是通過減少變異性來提高過程的穩定性和可靠性。6 Sigma管理方法的組成要素包括：定義、測量、分析、改進和控制。特細砂混凝土DMAIC管理法流程圖如圖1所示。

在6 Sigma管理方法中，需要定義問題和目標。在特細砂混凝土質量管控中的應用研究中，問題的定義可以包括特細砂混凝土的強度、和易性等方面的問題，目標可以是提高特細砂混凝土的質量和穩定性。

測量階段通過收集和分析數據來了解當前過程的性能和變異性。在特細砂混凝土質量管控中的應用研究中，可以使用測量技術來獲取特細砂混凝土的強度等數據，并進行統計和分析。

分析階段要對收集到的數據進行分析，找出造成問題的根本原因。通過使用統計工具和技術，可以確定主要的影響因素，并進行優先級排序。在特細砂混凝土質量管控中的應用研究中，可以分析特細砂混凝土的配合比、材料性能等因素對質量的影響，并找出關鍵因素。

改進階段是根據分析結果制定改進措施的階段。在特細砂混凝土質量管控中的應用研究中，可以根據分析結果調整特細砂混凝土的配合比、選擇合適的高效減水劑等，以提高特細砂混凝土的質量和穩定性。

控制階段要確保改進措施的持續有效性。通過建立適當的控制措施和監控體系，對特細砂混凝土的生產過程進行監控和調整，以確保質量的持續改進[4]。

2 特細砂混凝土質量管控現狀分析

2.1 特細砂混凝土研究現狀

目前特細砂混凝土的生產現狀存在一些問題，如生產過程中存在著原材料的不穩定性，例如砂石的粒徑分布不均勻、水泥的質量不穩定等。這些不穩定因素會直接影響特細砂混凝土的質量。如果生產過程中的操作人員技術水平參差不齊，對生產過程中的關鍵環節掌控不足，也會導致生產質量的波動。傳統的質量管控方法在特細砂混凝土生產中存在一定的局限性，無法充分滿足生產的需求。

某試驗研究結果表明，采用破碎的石灰石（連槽碎石）作為粗骨料，采用粉煤灰和外加劑的雙摻技術，可以有效提高特細砂混凝土的強度和流動性。該實驗還探討了影響特細砂高強混凝土性能的因素，包括水膠比、粉煤灰摻量、砂率等，并得出了相應的控制范圍。研究發現，采用連槽碎石中的5 mm以下石屑改善特細砂的性能，能明顯提高混凝土的抗壓強度。 高效減水劑能夠改善水泥的水化條件，提高混凝土的密實性，如何挑選和使用高效減水劑是配制高強混凝土的核心。

試驗發現，砂率、水膠比、粉煤灰摻量和減水劑摻量均影響抗壓強度，其中粉煤灰摻量和減水劑摻量存在交互作用。當水膠比為0.35，砂率為17%時，抗壓強度最高；當水膠比為0.40，減水劑摻量為0.75%時，抗壓強度逐漸減小。隨著砂率的增加，抗滲性逐漸增強，最優砂率為21%。粉煤灰摻量從15%增加到40%時，抗壓強度下降。當粉煤灰摻量為10%～15%時，減水劑最優用量為0.5%；當粉煤灰摻量為20%～30%時，減水劑最優用量為0.75%。在其他條件不變時，隨著砂率的提高，混凝土抗壓強度先增大后減小，當坍落度為30～50 mm、砂率為17%時混凝土強度最高；當坍落度為90～110 mm時，最佳砂率為19%。特細砂混凝土的抗壓強度隨水膠比的增大而減小。

研究表明，水灰比偏低的混凝土二級界面微觀結構更加均勻致密，且C-S-H凝膠鈣硅比變化不大。較低的水灰比可改善特細砂混凝土二級界面的微觀結構，降低孔隙和裂縫，從而提高混凝土的密實度、抗凍性、抗滲性能等。因此，選擇偏低的水灰比可改善混凝土性能。試驗還發現，水灰比對C-S-H凝膠鈣硅比的影響不大，但水灰比為0.4的特細砂混凝土界面微觀結構更為良好。此外，特細砂混凝土二級界面微觀結構與水灰比的關系對混凝土的抗壓強度有重要影響[5]。

通過實驗選取開封特細砂及人工機制砂作為原材料，并對其進行力學性能和收縮性能試驗。研究得出C50以下強度等級混凝土開封特細砂最佳摻量控制為20%～40%，其中最優摻量為20%～30%。特細砂摻量對混凝土強度有顯著影響，先增大后減小。對于C50及以下強度等級的混凝土，建議特細砂摻量為20%～40%，最優摻量為20%～30%。此外，特細砂摻量在40%以下時，混凝土收縮量與普通混凝土基本相當，可適當增加養護時間。

用水量與坍落度關系試驗結果表明，二級配混凝土坍落度每增減10 mm，用水量相應增減約2.5 kg/m3。混凝土最佳砂率試驗結果表明：坍落度50～70 mm范圍時當水膠比為0.50，二級配混凝土最佳砂率32%；坍落度160～180 mm范圍時，當水膠比0.50，二級配泵送混凝土最佳砂率為37%。

2.2 特細砂混凝土的質量問題與管控困難

特細砂混凝土的質量問題主要體現在以下3個方面：

一是材料的選擇和配比問題。特細砂混凝土的配比需要根據工程要求進行合理設計，但是由于材料的品種繁多和性能差異，選用不當或配比不準確容易導致混凝土強度不達標、收縮過大等問題。

二是施工工藝和操作問題。特細砂混凝土施工過程中需要控制好水灰比、攪拌時間等參數，但由于施工人員操作不當或工藝流程不合理，容易導致混凝土中存在氣孔、夾雜物等質量問題。

三是環境因素的影響。例如，溫度、濕度等環境因素的變化會影響混凝土的凝固過程，進而影響混凝土的強度和耐久性。

3 6 Sigma在特細砂混凝土質量管控中的應用研究

3.1 6 Sigma方法在特細砂混凝土生產流程中的應用

6 Sigma方法通過收集和分析特細砂混凝土生產過程中的數據，可以幫助工程管理單位了解生產過程中的各種變化和問題。例如，通過收集原材料的數據，可以了解原材料的質量差異對特細砂混凝土質量的影響。通過收集生產線上的數據，可以了解生產過程中的各種參數變化對產品質量的影響。通過收集混凝土的質量數據，可以了解質量分布情況，找出質量異常的原因。

3.2 6 Sigma方法在特細砂混凝土質量改進中的作用

本研究采用了6 Sigma方法中的DMAIC（定義、測量、分析、改進和控制）循環來進行質量改進。首先，明確定義了特細砂混凝土質量的關鍵特性，包括強度、坍落度、抗滲性等。通過測量和收集數據，對這些特性進行了全面的評估和分析。在分析的基礎上，找到特細砂混凝土質量波動的主要原因，并制定了相應的改進措施。

改進措施包括優化原材料的選擇和配比、改進攪拌過程的控制、加強質量檢驗和監控等。對這些措施進行了實施，并對改進效果進行了評估。結果表明，通過6 Sigma方法的應用，特細砂混凝土的質量得到了顯著提升。強度的波動范圍減小了50%，坍落度的變異系數降低了30%，抗滲性能穩定性提高了40%。

為了確保質量的持續穩定，本研究還建立了一套完整的質量控制體系。該體系包括了質量目標的設定、質量指標的監控和評估、質量問題的分析和處理等。通過對質量控制體系的建立和運行，特細砂混凝土質量的穩定性得到了有效保障。

4 結束語

本研究探索6 Sigma在特細砂混凝土質量管控中的應用，并分析其效果和優勢。基于實際工程案例本研究采用系統分析和統計方法，統計分析了特細砂混凝土質量的關鍵指標，并針對這些指標進行了管控和改進措施。實驗結果表明，通過引入6 Sigma方法，特細砂混凝土質量得到了顯著提升，有效降低了出現質量問題的概率，并且可靠性和穩定性得到了顯著提高。

本研究的成果為特細砂混凝土生產提供了一種有效的質量管控方法。但本研究僅依托了一個實際工程案例進行研究，樣本數量相對較少，對6 Sigma方法在不同情況下的適用性和可行性還需要進一步研究和驗證。其次，本研究主要關注特細砂混凝土的質量管控，尚未對其他類型的混凝土進行研究，因此需要進一步擴大研究范圍，提高研究的廣度和深度。

為此應擴大樣本數量，增加研究的可信度和實用性，并將6 Sigma方法應用于其他類型的混凝土，比如中等粗細砂混凝土等，以驗證其在不同情況下的適用性和效果。還可以結合其他質量管理方法，進一步提高混凝土質量管控的效果和品質。

參考文獻

[1] 仲崇剛.特細砂混凝土在某地區水利工程生態護岸中的應用研究[J].吉林水利，2020（1）：15-17，38.

[2] Q Yang，Y Chen，X Leng，et al.Application of Six Sigma Theory in Evaluating the Biochemical Test Quality[D].Journal of Military Surgeon in Southwest China，2018.

[3] 曾凡江.超細礦渣粉在特細砂水工混凝土中的應用研究[J].四川水泥，2018（2）：7-7.

[4] XW Huang，YF Zhu，X Wang，et al.Application of 6σ Quality Management Method in Quality Control of Detecting Tumor Marker by Electrochemical Luminescence[D].China Medical Equipment，2019.

[5] 李紹鵬，戴鵬，王建強.長沙地區特細砂混凝土生產質量控制要點探討[J].商品混凝土，2018（12）：68-69，72.