Основы стандартизации 6 страница

обеспечивающим удельное давление более 0,04 кг/см2, до прекращения

оседания пригруза. Если осадка конуса более 10 см, то уплотнение смеси

производят штыкованием стальным стержнем. Заполнение формы бетонной

смесью производят слоями высотой не более 100 мм. Каждый слой

уплотняют штыкованием из расчета 1 нажим на 10 см2 поверхности образца.

Образцы из ячеистого бетона выпиливают или выбуривают из

контрольных неармированных блоков, изготовленных параллельно с

изделиями из одной и той же смеси. Выпиливают (выбуривают) образцы из

верхней, средней и нижней частей изделий.

Стандартизуется режим твердения бетонных образцов. При

нормальных условиях твердения (температура (20±2) 0С, относительная

влажность 95 %) они находятся в формах накрытыми влажной тканью в

течение суток для бетонов марок 100 и выше и 2-3 суток – из бетонов марок

75 и ниже, а также для бетонов с добавками-замедлителями твердения.

Образцы из всех видов бетона, предназначенные для определения прочности

при растяжении при нормальном твердении, распалубливают не ранее, чем

через 4 суток после изготовления.

Уплотнение образцов должно проводиться на стандартизованных

виброплощадках СМЖ-739, СМЖ-539 или 435А, обеспечивающих

определенную частоту ((2900±100) кол/мин) и амплитуду ((0,5±0,05) мм)

колебаний. Регулярно должна проводиться поверка виброплощадки (1 раз в

год) и форм (1 раз в 6 месяцев).

Образцы следует испытывать на прессах, удовлетворяющих

требованиям ГОСТ 28840-90, поверенных органами государственного

метрологического надзора. Аттестация должна проводиться не реже 1 раза в

2 года.

Наибольший

размер зерен

заполнителя, мм

Наименьший размер образца (ребра куба, стороны поперечного

сечения призмы, восьмерки, диаметра и высоты цилиндра), мм

10 и менее 70

20 100

40 150

70 200

100 и более 300

Перед испытанием образцов размеры их должны быть замерены в

соответствии с указаниями ГОСТ 10180-90. Образец устанавливают по

центру нижней опорной плиты, пользуясь нанесенными на нее рисками либо

специальным шаблоном.

Нагрузка на образец при испытании должна возрастать непрерывно и

равномерно со скоростью (0,6±0,4) МПа/с до его разрушения при сжатии и

(0,05±0,02) МПа/с - при изгибе.

Предел прочности при растяжении Rp является основной

характеристикой прочности металлов, рулонных гидроизоляционных и

кровельных материалов, гидротехнического бетона. При испытании образец

закрепляют в зажимах разрывной машины и нагружают со скоростью

(0,05±0,02) МПа/с до разрушения образцов. Метод ненадежен, поскольку

нагрузка на образцы передается неравномерно и на результаты сильно

влияют дефекты в материале. Поэтому взамен испытания бетона на осевое

растяжение предусматривается косвенное определение прочности при

растяжении по результатам испытаний образцов-кубов и цилиндров на

раскалывание.

Прочность, определенная методом раскалывания, не совпадает с

прочностью на осевое растяжение, поскольку сжимающая нагрузка

передается через прокладку и сказывается влияние пластических деформаций

бетона. Если установлена корреляционная зависимость между прочностью

при раскалывании Rpp и изгибе Rизг, то прочность бетона на осевое

растяжение определяют по формуле:

p pp R = 0,58gR, (47)

где g – экспериментальный коэффициент перехода от прочности

бетона на растяжение при раскалывании к прочности на растяжение при

изгибе, определенной на образцах-балочках размером 15×15×60 см.

Расчет коэффициента g производят по формуле:

изг

рр

R

R

g =, (48)

где Rрр и Rизг – пределы прочности на растяжение при раскалывании и

на растяжение при изгибе соответственно.

Схемы определения пределов прочности при изгибе и растяжении

приведены в таблице 8.

При определении прочности при раскалывании Rpp на образцы

дополнительно устанавливают стальные цилиндры или полуцилиндры

диаметром (150±10) мм и длиной не менее длины ребра образца-куба. Для

равномерной передачи нагрузки на поверхность образца ее либо

выравнивают цементной стяжкой (кирпич), либо используют прокладки из

трехслойной фанеры.

При испытании бетонных балочек на прочность при изгибе Rизг

пролет балочки должен быть равен трехкратному сечению образца, т.е. 300,

450, 600 мм.

При испытании бетонных образцов в реальных условиях в расчетные

формулы, приведенные в таблице 8, вводят масштабные коэффициенты α, β,

γ, δ прочности бетона в образцах базового размера, и коэффициент Kw –

поправочный коэффициент, учитывающий влажность образца. Числовые

значения масштабных коэффициентов определяют экспериментально; при

определении прочности при сжатии Rсж коэффициент α имеет значение для

куба с ребром 70 мм – 0,85; 100 мм – 0,95; 150 мм – 1; 200 мм – 1,05 и 300 мм

– 1,1. На эти коэффициенты следует умножать значения Rcж, полученные при

испытании образцов не базовых размеров.

Значения коэффициентов Kw для ячеистого бетона равны 0,8 при

влажности равной 0 %; 0,9 – влажность 5 %; 1,0 – влажность 10 %; 1,05 –

влажность 15 %; 1,1 – влажность 20 %; 1,15 – влажность более 25 %. Для

других видов бетона Kw=1.

Прочность бетона в серии образцов определяют как среднее

арифметическое в серии:

- из двух образцов – по двум образцам;

- из трех образцов – по двум наибольшим по прочности образцам;

- из четырех образцов – по трем наибольшим по прочности образцам;

- из шести образцов – по четырем наибольшим по прочности

образцам.

Предварительно необходимо отбраковывать аномальные результаты

испытаний.

2.5.3.7.2 Определение деформативных характеристик

При стандартизации методов определения деформативных

характеристик необходимо учитывать поведение материала при нагружении,

обусловленное его структурой. Так бетон при нагружении ведет себя иначе,

чем сталь и другие упругие материалы; это объясняется конгломератной

структурой бетона

Область условно-упругой работы бетона лежит от начала его

нагружения до напряжения сжатия, при котором образуются микротрещины

по поверхности сцепления цементного камня с заполнителем. Граница

упругой работы бетона соответствует наибольшему сокращению времени

прохождения ультразвукового импульса. При дальнейшем нагружении

микротрещины образуются уже в цементном камне и возникают

пластические, неупругие деформации. Развитию пластических деформаций

способствует наличие гелевой составляющей цементного камня. Верхняя

граница области развития пластических деформаций V

T R соответствует

развитию коэффициента поперечных деформаций до 0,5, т.е. до

максимального значения, теоретически возможного для сплошного тела.

При небольших напряжениях и кратковременном нагружении для

бетона характерна упругая деформация. Если напряжение превосходит 0,2-

0,3 от предела прочности, то наблюдается заметная остаточная

(пластическая) деформация (смотри рисунок 10) и полная деформация равна

сумме пластической и упругой (εполн = εупр + εпл).

Относительная деформация ε

Рисунок 10 - Кривая деформирования бетона

Зависимость относительной деформации от напряжения σ – не

прямолинейна, таким образом, для каждого напряжения существует свой

модуль упругости. За начальный модуль упругости бетона при сжатии и

растяжении принимают отношение нормального напряжения к

относительной деформации при напряжении не более 0,3 от предела

прочности. Таким образом, начальный модуль упругости представляет собой

тангенс угла наклона касательной ОА к кривой деформирования бетона.

Строительные нормы и правила (СНиП) устанавливают начальные модули

упругости бетона при сжатии и растяжении.

Призменную прочность, модуль упругости и коэффициент Пуассона

всех видов бетонов определяют по ГОСТ 24452-80. Определение проводят на

образцах-призмах квадратного сечения или цилиндрах с отношением высоты

к ширине (диаметру), равным 4, базовый 150×150×600 мм. Измерение

деформаций производят тензометром и другими приборами, с точностью

замера 1·10-5.

Начальное усилие обжатия образца, которое в дальнейшем принимают

за условный нуль, должно быть не более 2 % от ожидаемой разрушающей

нагрузки Рр. Нагружение должно проводиться ступенями до уровня нагрузки

(40±5) % Рр, через 10 % от Рр со скоростью нагружения (0,6±0,2) МПа/с. На

каждой ступени следует проводить выдержку нагрузки от 4 до 5 минут и

записывать показания приборов в начале и конце ступени.

При нагрузке, равной (40±5) % Рр снимают прибор с образца и

проводят дальнейшее нагружение его с постоянной скоростью до

разрушения.

Призменная прочность для каждого образца

F

P

R р

пр =, (49)

где Рр – разрушающая нагрузка;

F – площадь поперечного сечения образца.

Модуль упругости и коэффициент Пуассона вычисляют для каждого

образца при уровне нагрузки, составляющей 30 % от разрушающей. Модуль

упругости

1у

б е

Е = у, (50)

где

F

у Р1

1 = - приращение напряжений от условного нуля до уровня

внешней нагрузки, равной 30% от разрушающей;

Р1 – соответствующее приращение внешней нагрузки;

ε1у – приращение упруго-мгновенной относительной продольной

деформации образца, соответствующее уровню нагрузки Р1=0,3Рр и

замеренное в начале каждой ступени ее приложения.

Коэффициент Пуассона рассчитывают по формуле:

1у

2у

е

е

м =, (51)

где ε2у – приращение упруго-мгновенной относительной поперечной

деформации образца, соответствующее уровню нагрузки Р1=0,3Рр и

замеренное в начале каждой ступени ее приложения.

Значения ε1у и ε2у рассчитывают по формулам

ε1у = ε1 - Σε1п, (52)

ε2у = ε2 - Σε2п, (53)

где ε1 и ε2 – приращения полных относительных продольных и

поперечных деформаций образца, соответствующие нагрузке Р1 = 0,3Рр и

замеренные в конце ступени приложения;

Σε1п и Σε2п – приращения относительных продольных и

поперечных деформаций быстронатекающей ползучести, полученные при

выдержках нагрузки на ступенях нагружения до уровня нагрузки Р1=0,3Рр.

Значения относительных деформаций

1 l

е l

Δ

=; (54)

2 l

е l

Δ

=, (55)

где Δl1 и Δl2 - абсолютные приращения продольной и поперечной

деформаций образца, вызванные соответствующим приращением

напряжений;

l1 и l2 - фиксированные базы измерения продольной и поперечной

деформаций образцов.

2.5.3.7.3 Однородность прочности

Имеет важное техническое и экономическое значение. Оценка

однородности бетона данной марки (класса) проводится по результатам

контрольных испытаний образцов за определенный период. Колебания

прочности вызываются изменением качества цемента и заполнителей,

точностью дозирования компонентов, качеством приготовления бетонной

смеси. Показатели однородности прочности бетона определяют по ГОСТ

18105-86. Коэффициент вариации

R

V = S, (56)

где S – среднеквадратическое отклонение частных результатов

испытаний от средней прочности бетона;

_R

– среднеарифметическое значение прочности образцов.

Среднеквадратическое отклонение

n 1

(R R)

S

n

i 1

i

−

−

=

Σ=

(57)

Для “абсолютно однородного” бетона S=0 и V=0. На практике

однородность бетона считается удовлетворительной при значении V=0,135

(13,5 %). На заводах с отлаженной технологией V≤7-8 %.

От значения коэффициента вариации V зависит требуемая средняя

прочность бетона Rтр, а, следовательно, расход цемента в бетоне и его

экономические показатели.

Если исходить из нормируемой прочности бетона Rнорм и

доверительной вероятности 0,997, то требуемая прочность бетона

рассчитывается по формуле:

1- 3V

R

R норм

тр = (58)

При коэффициенте вариации равном 0,07 требуемая прочность бетона

Rтр = 1,27Rнорм, а при коэффициенте вариации V = 0,14 требуемая прочность

Rтр = 1,73Rнорм и расход цемента возрастает на 16-20 %.

3 Основные положения качества продукции

3.1 Понятие о качестве

В соответствии с международными стандартами под понятием

качество понимают совокупность свойств и характеристик продукции или

услуги, которые придают им способность удовлетворять обусловленные или

предполагаемые потребности.

Продукция рассматривается как материализованный результат

трудовой деятельности, обладающий полезными свойствами и

предназначенный для удовлетворения потребностей как общественного, так

и личного характера. Продукцией строительства являются здания и

сооружения, а продукцией строительной индустрии - материалы и изделия.

Материалы – не штучная продукция, количество которой выражают с

помощью непрерывных величин. Например: масса произведенного цемента,

площадь оконного стекла, объем бетонной смеси. К материалам относят и

мелкоштучную продукцию, произведенную в больших количествах: кирпич

(тыс. шт.), керамическая облицовочная плитка (тыс. м2) и т.д.

Изделия - промышленная продукция, количество которой исчисляется

определенным числом экземпляров (штук). Они представляют собой заранее

изготовленный элемент или деталь сооружения. В ряде случаев строительные

изделия - железобетонные, металлические, деревянные - называют

конструкциями.

Каждый вид продукции проявляет вполне определенные свойства,

представляющие интерес для потребителя. Для продукции строительной

индустрии это прочность и плотность материала, степень точности размеров

изделий, теплопроводность, морозостойкость, стойкость по отношению к

действию воды, агрессивных жидкостей и газов.

Технико-экономическое понятие качества продукции включает не все

свойства, а только те из них, которые связаны с удовлетворением

определенных личных или общественных потребностей. Для характеристики

свойств используют следующие понятия: показатель качества продукции,

признак и параметр продукции.

Показатель качества продукции - это количественная характеристика

одного или нескольких свойств, составляющих качество продукции,

рассматриваемых применительно к определенным условиям создания и

эксплуатации (потребления). Номенклатура показателей качества зависит от

назначения продукции.

Признаком продукции называют качественную или количественную

характеристику любых свойств или состояний продукции, параметром -

количественную характеристику свойств.

Качественные признаки - это цвет и форма изделия, наличие на его

поверхности защитно-декоративного покрытия и т.п. Их используют при

альтернативном контроле и управлении качеством продукции.

Параметр продукции количественно характеризует любые ее

свойства, в том числе и те, которые входят в состав качества.

При качественной оценке любое свойство продукции необходимо и

достаточно определяется тремя числовыми параметрами: размером

(абсолютный показатель), оценкой (относительный показатель) и

весомостью.

Размер свойства определяется измерением физико-механических и

иных характеристик материала и выражается в соответствующих единицах.

Например, размером прочности бетона является его предел прочности в

мегапаскалях (МПа).

Оценка характеризует степень удовлетворения общественной

потребности в данном свойстве. В процессе оценки сопоставляется значение

какого- либо показателя продукции с базовым или эталонным показателем.

Весомость определяет важность данного свойства среди остальных

свойств, составляющих качество. Сумма весомостей всех свойств - некоторая

постоянная величина. Повышение весомости одного из свойств может

происходить за счет уменьшения весомости других.

Качество - сложная технико-экономическая категория, оно

переменчиво и неустойчиво, подвержено влиянию множества технических,

организационных и экономических факторов. Так, отдельные показатели

качества строительных изделий изменяются под воздействием

климатических факторов. Увлажнение элементов наружных стен приводит к

росту их теплопроводности, снижению комфортности внутри помещений.

Методы оценки качества должны учитывать изменение параметров

продукции в процессе ее создания и эксплуатации. Этого можно достичь при

использовании совокупности количественных показателей: единичных,

комплексных и интегральных.

Единичный показатель качества характеризует одно из свойств

продукции, например подвижность бетонной смеси. Единичный показатель

может относиться как к единице продукции, так и к группе однородной

продукции, характеризуя одно свойство.

Комплексный показатель качества характеризует совместно

несколько простых свойств или одно сложное свойство продукции,

состоящее из нескольких простых. К нему можно отнести коэффициент

готовности

в

г Т Т

К Т

−

=, (59)

где Т - показатель безотказности;

Т в- показатель ремонтопригодности, т.е. среднее время на

восстановление (замену) изделия.

Оценку качества можно вести и по комплексному показателю

качества К0, используя метод среднего взвешенного (арифметического,

геометрического, гармонического)

Σ=

= ⋅

n

i

К Кi ai

0, (60)

где Кi - показатель некоторого i-го свойства продукции;

аi - коэффициент весомости показателя Кi;

К0 - выражается в условных единицах и реального физического

содержания не имеет.

Интегральный показатель качества И представляет собой отношение

суммарного полезного эффекта Э от эксплуатации (потребления) продукции

к суммарным затратам на ее создание Зс (единовременные затраты) и

эксплуатацию (потребление) Зэ (текущие затраты)

Зс Зэ

И Э

+

=, (61)

Разделение показателей качества на единичные, комплексные и

интегральные позволяет решать многие практические задачи и, в частности,

количественно измерять качество продукции.

Измерением качества продукции занимается квалиметрия. Это раздел

метрологии, изучающий вопросы измерения качества.

3.2 Система показателей качества

Для группировки всей промышленной продукции по качественным

показателям используется ее укрупненная классификация, схема которой

представлена на рисунке 11.

Группа 1 - сырье и природное топливо, полезные ископаемые,

строительные материалы из горных пород.

Группа 2 - смазочные масла, химические продукты, металлические

заготовки, ряд строительных материалов (цемент, заполнители для бетона,

материалы из древесины, битумы нефтяные, полимеры и т. п.).

Группа 3 - пищевые продукты, закладные изделия в железобетонных

изделиях.

Группа 4 - болты, гайки, кирпич, керамические и полимерные плитки.

Группа 5 - технологическое оборудование (бетоносмесители,

формовочное оборудование, камеры тепловлажностной обработки),

измерительная и испытательная техника.

Рисунок 11 – Схема классификации промышленной продукции

Каждой группе продукции соответствует определенная совокупность

показателей, обуславливающая уровень качества и несовпадающая с

совокупностью, присущей любой другой группе продукции.

3.2.1 Показатели назначения

Показатели назначения характеризуют полезный эффект от

использования продукции по назначению и определяют область ее

применения. К этим показателям относятся: прочностные (прочность при

сжатии и растяжении, жесткость, трещиностойкость, ударная прочность,

сейсмостойкость), теплофизические показатели и стойкость к внешним

воздействиям (морозостойкость, влагостойкость, стойкость к воздействию

солнечной радиации, термостойкость, огнестойкость, теплопроводность,

водонепроницаемость, показатели звукоизоляции, светопропускания и др.).

Номенклатура показателей назначения регламентируется системой

стандартов группы 4, раздел 2. Так ГОСТ 4.206-83 предусматривает

следующие показатели назначения для каменных стеновых материалов:

прочность при сжатии и изгибе, водопоглощение, отпускную влажность,

морозостойкость, линейную усадку. Поскольку изделия предназначены для

работы в ограждающих конструкциях, к которым предъявляют требования

по теплопроводности, то в стандарт включены требования по

теплопроводности изделия.

ГОСТ 4.210-79 содержит требования к номенклатуре показателей

отделочных и облицовочных керамических материалов. Общими для данной

группы изделий показателями является водопоглощение, прочность при

изгибе, отклонение от заданных размеров и т.п. Кроме того, для отделочных

материалов этой группы предусматриваются специфические показатели:

плитки для полов должны характеризоваться потерей массы при истирании;

фасадные плитки - морозостойкостью.

Промышленная продукция

Второй класс - продукция, расходующая

при использовании свой ресурс

Группа 1 -

сырье и

природное

топливо

Первый класс - продукция,

расходуемая при использовании

Группа 2 -

материалы

и

продукты

Группа 3 -

расходные

изделия

Группа 4 -

неремонтируемые

изделия

Группа 5 -

ремонтируемые

изделия

Плотные и пористые заполнители бетона независимо от способа

получения в обязательном порядке характеризуют основным показателем -

зерновым составом, - важнейшими параметрами которого являются диаметр

наибольший D, диаметр наименьший d, модуль крупности Мк, полные

остатки на контрольных ситах. Другие показатели назначения выбирают с

учетом специфики заполнителей. Так для заполнителей из горных пород

регламентируется содержание пылевидных и глинистых частиц.

При оценке уровня качества продукции показатели назначения часто

применяют совместно с показателями других видов, например надежности и

долговечности, а иногда и с эргонометрическими и эстетическими

показателями.

Показатели надежности и долговечности характеризуют свойства

надежности и долговечности материалов, изделий или строительных

объектов.

3.2.2 Показатели надежности

Показатели надежности характеризуют степень выполнения

продукцией своих функций при условии соблюдения правил эксплуатации.

Свойство надежности закладывается на стадии разработки продукции,

обеспечивается на стадии ее производства и поддерживается на стадии

эксплуатации.

Надежность - сложное свойство изделия, которое складывается из

частных свойств: долговечности, безотказности, ремонтопригодности и

сохраняемости.

Строительные изделия подразделяют на восстанавливаемые и

невосстанавливаемые. Восстанавливаемые в случае отказа можно

отремонтировать или заменить. Невосстанавливаемые (связи стеновых

панелей, закладные детали, скрытая электропроводка) отремонтировать или

заменить не представляется возможным.

Важнейшими техническими состояниями строительных изделий

являются: исправность, неисправность и работоспособность. Исправным

является такое состояние объекта, при котором он полностью отвечает всем

требованиям нормативно-технической документации НТД как в отношении

основных, так и в отношении второстепенных параметров. При неисправном

состоянии объект не соответствует хотя бы одному из требований НТД в

отношении основных или второстепенных параметров. Работоспособным

считается такое состояние объекта, при котором значения всех основных

параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции,

соответствуют требованиям НТД. Таким образом, исправность обязательно

включает в себя работоспособность, обратное положение необязательно, т.е.

неисправный объект может быть работоспособным. Например,

работоспособный объект может не отвечать эстетическим показателям.

Следует отличать предельное состояние объекта, при котором его

дальнейшее применение по назначению недопустимо вследствие

физического износа или нецелесообразно из-за морального износа. Критерии

предельного состояния устанавливают в НТД. Так, критерием

морозостойкости бетона является предельная потеря прочности (10-15 %)

или массы (5 %) при циклическом замораживании и оттаивании. В

облицовочных материалах для полов критерий предельного состояния -

относительная потеря массы при истирании.

Переход изделий (объектов) из исправного состояния в неисправное

происходит в результате появления дефектов.

Дефектом называют каждое отдельное несоответствие продукции

установленным требованиям. Таким образом, если какая либо единица

продукции имеет дефект, то один или несколько параметров или показателей

ее качества не отвечают требованиям НТД. Дефектами могут быть выход

размера изделия за пределы допуска, недопустимо высокое содержание

примесей (вредных) в продукте и т.д. Дефекты подразделяют на явные и

скрытые. Явным считается такой дефект, для выявления которого в НТД

предусмотрены соответствующие правила, методы и средства обнаружения и

контроля. Многие дефекты выявляются визуально (трещины, отколы и т.д.);

ряд дефектов обнаруживается с привлечением соответствующих средств

контроля - инструментов, приборов, приспособлений. К примеру, отклонение

фактических размеров кирпича от заданных выявляют с помощью линейки;

криволинейность поверхности - с помощью угольника, линейки.

Скрытый дефект не может быть выявлен предусмотренными в НТД

методиками, инструментом и т.д. Так, в керамическом кирпиче скрытыми

дефектами являются инородные включения (камни, металлические

предметы).

По степени влияния на эффективность и безопасность использования

продукции выделяют критический, значительный и малозначительный

дефекты. Критический - дефект, при котором использовать продукцию по

назначению недопустимо. Значительный - дефект, существенно влияющий

на эксплуатационные качества продукции и ее долговечность, но не

являющийся критическим. Малозначительный - дефект, характеризующий

такое отклонение признака или параметра продукции, которое

несущественно влияет на использование продукции по назначению и ее

долговечность. Разделение дефектов на критические, значительные и

малозначительные производится с целью выбора вида контроля продукции -

сплошного или выборочного.

Один и тот же дефект может быть отнесен к устранимым или

неустранимым в зависимости от того, на какой стадии технологического

процесса он обнаружен (на ранней или же на заключительной).

Неустранимым считается такой дефект, ликвидация которого технически

невозможна или экономически нецелесообразна.

При наличие дефектов объект может находиться либо в состоянии

повреждения, либо отказа. Повреждением называют событие, состоящее в

нарушении исправного состояния объекта (работоспособность при этом

сохраняется).

Отказ характеризует событие, заключающееся в нарушении

работоспособного состояния объекта (при этом подразумевается, что до

отказа изделие было работоспособным). Потеря работоспособности

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: