Контроль качества в производстве сборных железобетонных изделий
Министерство науки и образования Украины
Одесская государственная академия строительства и архитектуры
Кафедра производства строительных изделий и конструкций
Курсовая работа
По курсу: Управление качеством строительных материалов
Контроль качества в производстве сборных железобетонных
изделий
Выполнил: ст. гр. ПСК 441
Голышев А.А.
Приняла: Макарова С.С.
Одесса 2009
1.Теоритическая часть
1.1 Контроль качества
в производстве сборных железобетонных изделий
Контроль качества
производства бетонных и железобетонных изделий должен осуществляться
лабораторией отделом технического контроля предприятия-изготовителя в
соответствии с системой качества путем проведения вводного контроля поступающих
материалов и комплектующих элементов операционного контроля выполнения всех
технологических процессов и приемочного контроля качества изготовленной
товарной продукции.
К товарной продукции
кроме бетонных, железобетонных изделий относятся также бетонные и растворные
смеси, арматурные изделия и закладные элементы.
Входной контроль,
поступающих на предприятия материалов и комплектовочных элементов производится
путем сопоставления данных приведенных в паспортах или сертификатах на эти
материалы и элементы и результатов их внешнего осмотра, а также контрольных
испытаний, пробных выборок, вид, периодичность и объем которых осуществляется
в стандартах и технических условиях на эти материалы. Осуществляется также
периодический контроль за соблюдением правил и сроков хранения материалов и
комплектовочных элементов.
При выполнении
каждого технологического процесса должны производится следующие контрольные
операции: входной контроль применяемых материалов и комплексных элементов;
контроль состояния оборудования, форм, приспособлений, инструментов, приборов;
операционный контроль качества выполнения технологических операций.
Кроме того, готовые
бетонные и растворные смеси, арматурные изделия и закладные элементы должны
пройти приемочный контроль качества в соответствии с требованиями ДБН А.3.1-7-96,
изложенными приложениями Г и Д.
Организацию,
периодичность и методы проведения входного и операционного контроля
устанавливают технологиями документации производства в зависимости от вида
изготовляемых изделий и принятой технологии в соответствии с рекомендациями
пособия к ДБН А.3.1-7-96.
Приемочный контроль
качества готовых бетонных и железобетонных изделий следует производить в соответствии
с требованиями ДБН А.3.1.-7-96, изложенные в приложении Е.
1.2 Статические методы
контроля качества бетона
В связи с неизбежным
колебанием свойств сырья и технологических параметров процесса приготовления и
твердения бетона в реальных производственных условиях имеют место отклонения
прочности бетона от его среднего значения.
В связи с тем, что
прочность бетона формируется от одновременного воздействия большого числа
независимых факторов, то она подчиняется нормальному распределению. Плотность
вероятности для нормального распределения описывается функцией:
=× ,
где R-среднее значение
прочности;
-
текущее значение прочности;
N-номер партии образца;
X-число независимых факторов;
S-среднее квадратичное отклонение;
S= ,
где n-количество опытных
образцов.
Кривые нормального
распределения прочности δ при различных коэффициентах вариации от 5 до 20%
представлены на рисунке 1. В пределах ± S лежит около 60% всех
значений, в пределах 1.64S около 90%, в пределах 2S - 95%, в пределах 3S - 99.7%.
В настоящее время в
соответствии с действующими стандартами качество бетона оценивается не только
средним значением прочности R, но и коэффициентом вариации υ. Коэффициент вариации
υ является относительной мерой рассеивания результатов испытания и
определяется по формуле:
υ=
Чем больше
коэффициент вариации, тем нестабильнее технологический процесс изделия, то есть
тем больше вероятность значительного отклонения прочности от среднего значения
и наоборот - при малом коэффициенте вариации вероятность появления значительных
отклонений от среднего мала и технологический процесс можно считать стабильным.
При υ<5% технология может оцениваться как отличная; при υ=5-10% -
как хорошая; при υ=10-20% - удовлетворительная; при υ>20% - неудовлетворительная.
В нормах
проектирования бетонных и ж/б конструкций принята 95%-я обеспеченность,
нормативы сопротивления бетона, то есть 5%-я вероятность появления прочности
ниже нормативных значений. В соответствии с действующими стандартами
нормативный коэффициент вариации прочности бетона принят равным 13.5%.
Пользуясь функцией нормального распределения при известных параметрах R и S можно определить
вероятность выхода прочности за ту или иную границу. Для этого используются
табличные значения функции нормального распределения. При условии 95%-ой
обеспеченности нормативного сопротивления бетона по известным параметрам R и ,
характерным для конкретного производства, можно определить нормативную
прочность бетона:
=R-1.64υR=R(1-1.64υ)
Прочность бетона,
принимаемая в расчетах ж/б конструкций учитывает возможные отклонения
нестатического порядка, то есть грубые отклонения, на пример такие как
использование цемента другой активности, сбой в работе дозировочного
оборудования, ошибочное использование некачественных заполнителей и т. д.
Расчетная величина прочности бетона определяется по формуле:
,
где -
коэффициент безопасности, учитывающий возможные отклонения нестатического порядка.
В нормах
проектирования для тяжелого бетона коэффициент принимается
равным 1,3. Так, например, для бетона со средним значением прочности R= 20 МПа
и нормативным коэффициентом вариации V= 18,5% нормативные расчетные прочности
будут равны:
=
20(1-1,64 ×0,135) = 16 МПа
=16/1,3=
12 МПа
Таким образом, для 95%-го
обеспечения несущей способности конструкции при средней прочности бетона равной
20МПа, расчетную прочность бетона в конструкции принимаем равной 12МПа.
При заданных
значениях и требуемую
среднюю прочность бетона рассчитываем по формуле:
Из формулы следует,
что требуемая средняя прочность бетона равна нормативной только в том случае,
если коэффициент вариации = 0,
что практически невозможно. С увеличением коэффициента вариации требуемая
средняя прочность бетона повышается. При всех прочих равных условиях увеличение
требуемой прочности достигается увеличением В/Ц, что приводит к увеличению
расхода цемента.
2. Практическая часть
2.1 Определение
коэффициента вариации прочности бетона
Для наглядности и
удобства определяем коэффициент вариации прочности бетона:
,
где R – среднее арифметичное значение заданных показателей прочности
бетона,
S – средние
квадратические отклонения прочности, которые определяются по формуле:
,
где -
текущее значение прочности бетона;
n – количество заданных значений прочности бетона, в нашем случае n=101.
Σ(R - Ri)2
= 53,655 МПа
2.2 Определение
состава тяжёлого бетона обеспечивающего 95%-ю надёжность при нормативном
коэффициенте вариации прочности бетона
1. Требуемая
прочность бетона для заданного класса В25. При нормативном коэффициенте
вариации v = 13,5 %.
R = ,
где 1,64 - статический
коэффициент при 95%-й обеспеченности.
2. По империческим формулам
Боломея-Скрамтаева находим условия, выполнение которых обеспечивает заданную
прочность затвердевшего бетона, т.е. определяем необходимое водоцементное
отношение.
При В/Ц < 0,4
При В/Ц 0,4
где: А и А1
– имперические коэффициенты, характеризующие качество заполнителей. В
соответствии заданным заполнители приняты рядового качества следует А=0,6 , а А1=0,4.
Rц – марка цемента, заданная в задании и составляет М300 кгс/см2.
R – требуемая прочность бетона для заданного класса
при нормативном коэффициенте вариации.
3.
Пользуясь таблицей ДБН А.3.1.-8-96 определяем ориентировочный расход воды для
обеспечения заданной удобоукладываемости бетонной смеси равной Ж2. При предельной крупности зёрен щебня 40мм, расход воды
равен В=145л.
4. Зная В/Ц и В
определяем расход цемента на 1 м3.
кг/м3
Уменьшение расхода
цемента до определённых значений повышает опасность расслоения бетонной смеси и
может привести к появлению в смеси микро и макро пустот, что приводит к
снижению прочности и долговечности бетона.
Минимальный расход
цемента меньше расчетного, следовательно принимаем расчетное значение расхода
цемента Ц=220
5. Расход крупного
заполнителя определяем по формуле:
, кг
Vщ= 0,509
=1,1
=2650
кг/м3 = 2,65
=
1300 кг/м3= 1,3
кг
6. Расход песка
определяем исходя из условия недостающего объёма до 1000л.
957,65
кг
Проверка: Таблица 1 - Сумма абсолютных объёмов всех компонентов
должна быть равна 1000л.
Компоненты бетона
|
Расходы, кг/м3
|
Плотность, г/см3
|
Объём, л
|
Цемент
|
82,86
|
3,11
|
26,64
|
Песок
|
957,65
|
2,65
|
361,38
|
Щебень
|
1237,5
|
2,65
|
466,98
|
Вода
|
145
|
1
|
145
|
Сумма абсолютных
объёмов 1000 л.
2. 3 Определение
состава тяжёлого бетона обеспечивающего 95%-ю надёжность при фактическом
коэффициенте вариации прочности бетона.
1. Требуемая
прочность бетона для заданного класса В10. При фактическом коэффициенте
вариации v = 7,3%.
V=S/R×100%=
0,73/10×100%= 7,3%
= = 0,73
R = ,
Определяем
необходимое водоцементное отношение.
При В/Ц < 0,4
3.
Пользуясь таблицей ДБН А.3.1.-8-96 определяем ориентировочный расход воды для
обеспечения заданной удобоукладываемости бетонной смеси равной Ж2. При предельной крупности зёрен щебня 40мм, расход воды
равен В=145л.
4. Зная В/Ц и В
определяем расход цемента на 1 м3.
кг/м3
Минимальный расход
цемента больше расчетного, следовательно принимаем минимальное значение расхода
цемента Ц=220кг/м3.
5. Расход крупного
заполнителя определяем по формуле:
,
кг
кг
6. Расход песка
определяем исходя из условия недостающего объёма до 1000л.
888,48кг
Проверка:
Таблица 2 - Сумма
абсолютных объёмов всех компонентов должна быть равна 1000л.
Компоненты бетона
|
Расходы, кг/м3
|
Плотность, г/см3
|
Объём, л
|
Цемент
|
164,03
|
3,11
|
52,75
|
Песок
|
888,48
|
2,65
|
335,27
|
Щебень
|
1237,5
|
2,65
|
466,98
|
Вода
|
145
|
145
|
Сумма абсолютных
объёмов 1000 л.
Выводы
1. Исходя из
фактического коэффициента вариации прочности бетона, равного v = 7,3%, можно
сделать вывод о уровне организации производства, что по сравнению состава при
нормативном коэффициенте вариации, приводит к неэкономии цемента.
На производстве
обеспечивается высокое качество бетона, осуществляется качественный контроль
производства изделий путем проведения входного, операционного и приемочного
контроля.
Рекомендации: На
данное время остро стоит вопрос повышения цен на вяжущие. Поэтому предлагаю
использовать пластифицирующие добавки при проектировании состава бетона, что
существенно уменьшит расход вяжущего при незначительной потери прочности
бетона.