Строительные материалы. Лабораторный практикум
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Авторы:
Ковалев Ярослав Никитич, Галузо Геннадий Сергеевич, Змачинский Александр Эмильевич, Чистова Татьяна Анатольевна
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 633
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
Профессиональное образование
ISBN: 978-5-16-006406-2
ISBN-онлайн: 978-5-16-111712-5
Артикул: 430600.07.01
К покупке доступен более свежий выпуск
Перейти
Содержит общие сведения об основных строительных материалах, применяемых при возведении и ремонте искусственных сооружений на автомобильных дорогах (мосты, путепроводы, тоннели, эстакады и др.), и методах испытания их качества. Описаны методы оценки результатов испытаний с помощью математической статистики, понятия по стандартизации и сертификации материалов. В приложе ниях приведены примерная тематика для проведения НИРС в области строи тельного материаловедения, а также типовые задачи с решениями.
Для студентов вузов. Может быть полезно инженерно-техническим специалистам дорожных организаций.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 08.03.01: Строительство
- ВО - Магистратура
- 08.04.01: Строительство
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Лабораторный практикум Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области строительства и архитектуры в качестве учебно-методического пособия для студентов специальностей 1-70 03 01 «Автомобильные дороги» и 1-70 01 02 «Мосты, транспортные тоннели и метрополитены» 202Под редакцией доктора технических наук Я.Н. Ковалева Москва «ИНФРАМ»
УДК 691(076.5)(075.8) ББК 38.3я73 С86 Строительные материалы. Лабораторный практикум : учеб- но-методическое пособие / Я.Н. Ковалев [и др.] / под ред. д.т.н. Я.Н. Ковалева. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 633 с. : ил. — (Высшее образование). ISBN 978-5-16-006406-2 () Содержит общие сведения об основных строительных материалах, применяемых при возведении и ремонте искусственных сооружений на автомобильных дорогах (мосты, путепроводы, тоннели, эстакады и др.), и методах испытания их качества. Описаны методы оценки результатов испытаний с помощью математической статистики, понятия по стандартизации и сертификации материалов. В приложе ниях приведены примерная тематика для проведения НИРС в области строи тельного материаловедения, а также типовые задачи с решениями. Для студентов вузов. Может быть полезно инженерно-техническим специалистам дорожных организаций. УДК 691(076.5)(075.8) ББК 38.3я73 С86 © ООО «Новое знание», 2013 Рецензенты: зав. кафедрой химической технологии вяжущих материалов Белорусского государственного технологического университета, заслуженный деятель науки Республики Беларусь М.И. Кузьменков; доктор технических наук, профессор кафедры «Технология бетона и строительные материалы» Белорусского национального технического университета В.В. Бабицкий Авторы: Я.Н. Ковалев, Г.С. Галузо, А.Э. Змачинский, Т.А. Чистова ISBN 978-5-16-111712-5 () ISBN 978-5-16-006406-2 () ISBN 978-5-16-111712-5 ()
Оглавление Предисловие............................................................................................................................11 Основы оценки качества строительных материалов.............................................12 Качество.строительной.продукции.и.его.контроль..................................................12 Оценка.методов.измерений...............................................................................................15 Исключение.грубых.ошибок.............................................................................................21 Порядок.обработки.экспериментальных.данных......................................................22 Стандартизация.строительных.материалов.................................................................24 Литература.............................................................................................................................29 1. Физикомеханические характеристики строительных материалов...........30 Общие.сведения.о.свойствах.строительных.материалов.......................................31 Задание 1..Определение.средней.плотности.(плотности.материала)................32 Задание 2..Определение.истинной.плотности.(плотности.вещества)...............35 Задание 3..Определение.пористости.строительных.материалов.........................38 Задание 4..Определение.насыпной.плотности.и.пустотности..............................40 Задание 5..Определение.влажности,.водопоглощения.по.массе.и.объему. и.расчет.закрытой.пористости.материала.............................................................43 Задание 6..Определение.предела.прочности.при.сжатии.......................................47 Задание 7..Определение.ударной.прочности.(сопротивления.удару)...............51 Задание 8..Определение.истираемости.строительных.материалов....................53 Контрольные вопросы...........................................................................................................55 Литература.............................................................................................................................56 2. Мелкий заполнитель для бетонов и строительных растворов......................57 Общие.сведения.о.мелких.заполнителях.для.бетонов.и.растворов...................58 Задание 1..Определение.содержания.в.песке.пылевидных.и.глинистых. частиц..................................................................................................................................64 Задание 2..Определение.наличия.в.песке.органических.примесей....................67 Задание 3..Определение.влажности.песка...................................................................68 Задание 4..Определение.зернового.(гранулометрического).состава.песка.....69 Задание 5..Определение.насыпной.плотности.песка.в.стандартном. неуплотненном.состоянии...........................................................................................74 Задание 6..Определение.истинной.плотности.(плотности.зерен.песка). и.пустотности.песка.......................................................................................................76 Задание 7..Общее.заключение.о.качестве.песка........................................................78 Контрольные вопросы...........................................................................................................78 Литература.............................................................................................................................79 3. Крупный заполнитель для бетонов..........................................................................81 Общие.сведения.о.крупных.заполнителях..................................................................82 Задание 1..Определение.насыпной.плотности.крупных.заполнителей............90 Задание 2..Определение.средней.плотности.зерен.заполнителей.......................92
Оглавление Задание 3..Расчет.и.сравнительный.анализ.структурных.характеристик. заполнителей....................................................................................................................95 Задание 4..Определение.дробимости.природного.гравия.и.гранитного. щебня...................................................................................................................................98 Задание 5..Определение.прочности.пористых.заполнителей............................ 101 Задание 6..Общее.заключение.о.качестве.заполнителей.и.области. их.рационального.использования.в.бетонах..................................................... 104 Контрольные вопросы........................................................................................................ 104 Литература.......................................................................................................................... 105 4. Портландцемент............................................................................................................ 107 Общие.сведения.о.цементах........................................................................................... 108 Задание 1..Определение.нормальной.густоты.цементного.теста...................... 114 Задание 2..Определение.сроков.(времени).схватывания.цементного. теста.................................................................................................................................. 119 Задание 3..Определение.равномерности.изменения.объема.цемента............. 122 Задание 4..Определение.насыпной.плотности.и.межзерновой. пустотности.цемента................................................................................................... 127 Задание 5..Определение.активности.цемента.по.ГОСТ.310.4–81.................... 129 Задание 6..Определение.активности.цемента.на.приборе.ИАЦ03................. 138 Задание 7..Определение.удельной.поверхности.цемента.на.приборе. ПСХ4............................................................................................................................... 142 Контрольные вопросы........................................................................................................ 151 Литература.......................................................................................................................... 152 5. Оценка качества воды для приготовления бетонных и растворных смесей........................................................................................................ 154 Общие.сведения.о.воде.для.приготовления.бетонных.и.растворных.. смесей............................................................................................................................... 155 Задание 1..Определение.водородного.показателя.и.концентрации. (активности).ионов.водорода.................................................................................. 157 Задание 2..Определение.содержания.сульфатов.по.ГОСТ.4389–72............... 160 Задание 3..Определение.содержания.хлоридов.(хлоридиона.Cl–)................ 162 Контрольные вопросы........................................................................................................ 165 Литература.......................................................................................................................... 165 6. Подбор состава тяжелого цементного бетона.................................................. 166 Общие.сведения.о.бетоне.и.бетонных.смесях......................................................... 167 Задание 1..Подбор.предварительного.состава.тяжелого.бетона....................... 176 Задание 2..Изготовление.пробных.замесов.и.определение. удобоукладываемости.бетонной.смеси................................................................ 184 Задание 3..Определение.средней.плотности.бетонной.смеси.. Изготовление.контрольных.бетонных.образцов.и.расчет. фактического.расхода.составляющих.бетона.................................................... 188 Контрольные вопросы........................................................................................................ 194 Литература.......................................................................................................................... 195
Оглавление 5 7. Испытание тяжелого цементного бетона........................................................... 197 Общие сведения о прочностных характеристиках тяжелого бетона ............. 198 Задание 1. Определение прочности бетона при сжатии разрушающим методом ............................................................................................. 201 Задание 2. Определение прочности бетона неразрушающим методом ......... 204 Задание 3. Определение прочности бетона неразрушающим ультразвуковым методом ......................................................................................... 208 Контрольные вопросы ....................................................................................................... 222 Литература ......................................................................................................................... 223 8. Кладочный общестроительный раствор ............................................................. 224 Общие сведения о строительных растворах ............................................................ 225 Задание 1. Подбор состава раствора и приготовление растворной смеси.... 232 Задание 2. Определение подвижности растворной смеси по ГОСТ 5802–86 ....................................................................................................... 237 Задание 3. Определение средней плотности растворной смеси по ГОСТ 5802–86 ....................................................................................................... 239 Задание 4. Определение выхода растворной смеси в опытном замесе и расхода материалов на 1 м3 раствора .............................................................. 241 Задание 5. Определение средней плотности и предела прочности при сжатии затвердевшего строительного раствора по ГОСТ 5802–86 ....................................................................................................... 247 Контрольные вопросы ....................................................................................................... 252 Литература ......................................................................................................................... 254 9. Строительные металлы .............................................................................................. 255 Общие сведения о строительных металлах ............................................................. 256 Задание 1. Испытание арматурной стали на растяжение ................................... 259 Задание 2. Определение твердости металлов .......................................................... 265 Задание 3. Технологические испытания арматурной стали ............................... 270 Контрольные вопросы ....................................................................................................... 273 Литература ......................................................................................................................... 273 10. Испытание вязкого нефтяного битума ............................................................. 275 Общие сведения об органических вяжущих веществах ...................................... 276 Задание 1. Определение глубины проникания иглы в нефтяной битум (по ГОСТ 11501–78, СТБ EN 1426–2009) ........................................................ 287 Задание 2. Определение растяжимости (дуктильности) битума (по ГОСТ 11505–75) .......................................................................................................291 Задание 3. Определение температуры размягчения битума по методу «кольцо и шар» (по ГОСТ 11506–73, СТБ EN 1427–2009) ....................... 294 Задание 4. Определение температуры хрупкости дорожных битумов по Фраасу (СТБ EN 12593–2009, ГОСТ 11507–78) ..................................... 297 Задание 5. Расчет индекса пенетрации ИП для дорожных битумов ............. 302
Оглавление Задание 6..Определение.коэффициента.сцепления.битума.с.гранитным. щебнем............................................................................................................................. 303 Задание 7..Определение.эластичности.битума........................................................ 306 Задание 8..Определение.показателей.битума.после.прогрева........................... 308 Задание 9..Определение.температуры.вспышки.битума..................................... 310 Контрольные вопросы........................................................................................................ 312 Литература.......................................................................................................................... 313 11. Испытания минерального порошка для приготовления асфальтобетонных и органоминеральных смесей.............................................. 315 Общие.сведения.о.минеральных.порошках.............................................................. 316 Задание 1..Определение.гранулометрического.(зернового). состава.минерального.порошка.(ГОСТ.16557–2005).................................... 321 Задание 2..Определение.гидрофобности.активированного.минерального. порошка........................................................................................................................... 324 Задание 3..Определение.истинной.плотности.неактивированного. минерального.порошка.из.горных.пород............................................................ 325 Задание 4..Определение.средней.плотности.минерального.порошка. в.стандартном.уплотненном.состоянии.............................................................. 327 Задание 5..Вычисление.пористости.уплотненного.минерального. порошка........................................................................................................................... 330 Задание 6..Определение.показателя.битумоемкости.минерального. порошка........................................................................................................................... 330 Задание 7..Определение.влажности.минерального.порошка............................. 332 Контрольные вопросы........................................................................................................ 334 Литература.......................................................................................................................... 334 12. Проектирование состава дорожного асфальтобетона................................ 336 Общие.сведения.об.асфальтобетоне............................................................................ 336 Задание 1..Ознакомление.с.техническими.требованиями.к.качеству. асфальтобетона............................................................................................................. 338 Задание 2..Проектирование.состава.асфальтобетонной.смеси.......................... 343 Контрольные вопросы........................................................................................................ 365 Литература.......................................................................................................................... 365 13. Определение показателей качества асфальтобетона.................................. 367 Общие.сведения.о.показателях.качества.асфальтобетона.................................. 368 Задание 1..Определение.средней.плотности.(объемной.массы). асфальтобетона............................................................................................................. 369 Задание 2..Определение.водонасыщения.асфальтобетона.................................. 371 Задание 3..Определение.набухания.(приращения.объема). асфальтобетона............................................................................................................. 373 Задание 4..Определение.средней.плотности.минеральной.части. асфальтобетона............................................................................................................. 374 Задание 5..Определение.истинной.плотности.минеральной.части. асфальтобетона.расчетным.методом..................................................................... 375
Оглавление 7 Задание 6..Определение.истинной.плотности.смеси.и.асфальтобетона........ 376 Задание 7..Определение.остаточной.пористости.лабораторных.образцов. асфальтобетона............................................................................................................. 377 Задание 8..Определение.предела.прочности.асфальтобетона. при.сжатии.при.температуре.20.°С....................................................................... 378 Задание 9..Определение.коэффициента.водостойкости.асфальтобетона. при.длительном.водонасыщении........................................................................... 380 Задание 10..Определение.предела.прочности.асфальтобетона. при.растяжении.при.температуре.0.°С................................................................ 383 Задание 11..Определение.предела.прочности.асфальтобетона. при.сдвиге.при.температуре.50.°С........................................................................ 386 Контрольные вопросы........................................................................................................ 389 Литература.......................................................................................................................... 390 14. Определение физикомеханических характеристик древесины............ 391 Общие.сведения.о.древесных.материалах................................................................. 392 Задание 1..Определение.влажности.древесины.(ГОСТ.16483.7–71,. СТБ.1725–2007)........................................................................................................... 395 Задание 2..Определение.линейной.усушки.(ГОСТ.16483.37–88,. СТБ.1725–2007)........................................................................................................... 399 Задание 3..Определение.средней.плотности.и.пористости.древесины.......... 402 Задание 4..Определение.предела.прочности.древесины.при.сжатии.вдоль. волокон.и.коэффициента.конструктивного.качества.......................................405 Задание 5..Определение.предела.прочности.древесины.при.статическом. изгибе............................................................................................................................... 408 Задание 6..Определение.предела.прочности.древесины.при.скалывании. вдоль.волокон.(ГОСТ.16483.5–73)....................................................................... 412 Задание 7..Определение.содержания.поздней.древесины.в.годичном. слое.и.приближенная.оценка.ее.прочности.неразрушающим. методом.(ГОСТ.16483.18–72)................................................................................. 416 Задание 8..Изучение.микроструктуры.древесины................................................. 419 Задание 9..Определение.качества.пиломатериалов.по.наличию.пороков.... 420 Задание 10..Защита.древесины.от.гниения.и.возгорания................................... 420 Контрольные вопросы........................................................................................................ 422 Литература.......................................................................................................................... 423 15. Керамический и силикатный кирпич (стеновые штучные материалы).... 425 Общие.сведения.о.стеновых.материалах................................................................... 426 Задание 1..Оценка.качества.стеновых.материалов.по.дефектам. внешнего.вида.и.отклонениям.от.номинальных.размеров.......................... 434 Задание 2..Определение.водопоглощения.по.массе.при.атмосферном. давлении.и.полном.погружении.образца.в.воду.............................................. 438 Задание 3..Определение.средней.плотности.кирпича.......................................... 441 Задание 4..Определение.плотности.вещества.(истинной.плотности). и.пористости.кирпича................................................................................................ 443
Оглавление Задание 5..Оценка.теплопроводности.кирпича.и.расчет.требуемой. толщины.стены............................................................................................................. 445 Задание 6..Оценка.морозостойкости.кирпича......................................................... 447 Задание 7..Определение.прочности.кирпича........................................................... 449 Задание 8..Определение.коэффициента.размягчения.силикатного. кирпича............................................................................................................................ 453 Контрольные вопросы........................................................................................................ 455 Литература.......................................................................................................................... 456 16. Известь воздушная строительная....................................................................... 458 Общие.сведения.о.воздушной.строительной.извести.......................................... 459 Задание 1..Определение.суммарного.содержания.активных.оксидов. СаО.+.МgО.в.кальциевой.извести........................................................................ 463 Задание 2..Определение.содержания.в.извести.непогасившихся.зерен........ 465 Задание 3..Определение.средней.плотности.известкового.теста...................... 467 Задание 4..Определение.содержания.воды.в.известковом.тесте...................... 469 Задание 5..Определение.температуры.и.времени.гашения.извести................ 470 Контрольные вопросы........................................................................................................ 473 Литература.......................................................................................................................... 474 17. Гипсовые вяжущие вещества................................................................................. 476 Общие.сведения.о.гипсовых.вяжущих.веществах................................................. 477 Задание 1..Определение.стандартной.консистенции. (нормальной.густоты.затворения).гипсового.теста........................................ 484 Задание 2..Определение.предела.прочности.на.растяжение. при.изгибе.и.на.сжатие.образцов.из.гипсового.камня.................................. 487 Задание 3..Определение.конца.текучести.и.сроков.схватывания. гипсового.теста.стандартной.консистенции...................................................... 491 Задание 4..Определение.тонкости.(степени).помола.гипсового. вяжущего......................................................................................................................... 494 Задание 5 (исследовательское)..Регулирование.сроков.схватывания. гипсового.теста............................................................................................................. 496 Задание 6 (исследовательское)..Определение.водостойкости. гипсового.камня........................................................................................................... 498 Задание 7 (исследовательское)..Получение.высокопрочного. гипсового.камня.фильтрационным.прессованием.......................................... 501 Задание 8 (исследовательское)..Исследование.влияния.волокнистого. наполнителя.на.свойства.гипсового.камня........................................................ 503 Контрольные вопросы........................................................................................................ 504 Литература.......................................................................................................................... 506 18. Определение теплопроводности и структурных характеристик теплоизоляционных материалов................................................................................. 507 Общие.сведения.о.теплоизоляционных.материалах............................................. 508 Задание 1..Определение.структурных.характеристик.и.влажности.ТИМ...... 511
Оглавление 9 Задание 2..Определение.теплопроводности.сухих.ТИМ..................................... 512 Задание 3..Определение.влияния.влажности.на.теплопроводность.ТИМ...... 515 Контрольные вопросы........................................................................................................ 516 Литература.......................................................................................................................... 517 19. Природные каменные материалы........................................................................ 518 Общие.сведения.о.природных.каменных.материалах.......................................... 519 Задание 1..Классификация.горных.пород.и.их.породообразующие. минералы......................................................................................................................... 521 Задание 2..Определение.средней.плотности.горной.породы.на.образцах. неправильной.формы................................................................................................. 525 Задание 3..Определение.истинной.плотности.и.пористости.горных. пород................................................................................................................................. 526 Задание 4..Определение.предела.прочности.при.сжатии.горной.породы..... 529 Задание 5..Определение.прочности.при.растяжении.методом. раскалывания................................................................................................................. 530 Задание 6..Определение.твердости.горных.пород.по.шкале.Мооса................ 532 Задание 7..Определение.истираемости.горных.пород.......................................... 535 Задание 8..Изучение.декоративноотделочных.свойств.горных.пород............... 537 Контрольные вопросы........................................................................................................ 540 Литература.......................................................................................................................... 540 20. Полимерные материалы........................................................................................... 542 Общие.сведения.о.полимерных.материалах............................................................ 543 Задание 1..Определение.массы.1.м2.площади.полимерных.материалов. для.полов......................................................................................................................... 545 Задание 2..Определение.гибкости.поливинилхлоридных.материалов........... 546 Задание 3..Определение.истираемости.материалов.для.покрытия.полов.... 547 Задание 4..Определение.деформативности.и.восстанавливаемости.при. вдавливании................................................................................................................... 549 Задание 5..Определение.прочности.при.растяжении.и.относительного. удлинения.при.разрыве............................................................................................. 552 Контрольные вопросы........................................................................................................ 554 Литература.......................................................................................................................... 555 21. Испытание жидкого нефтяного дорожного битума.................................... 556 Общие.сведения.о.жидких.нефтяных.дорожных.битумах................................. 556 Задание 1..Определение.условной.вязкости.жидких.битумов. по.ГОСТ.11503–74...................................................................................................... 559 Задание 2..Определение.адгезии.жидкого.битума.(ГОСТ.11508–74)............ 562 Задание 3..Определение.количества.испарившегося.из.битума. разжижителя.................................................................................................................. 566 Задание 4..Определение.температуры.вспышки.жидкого.битума................... 569 Контрольные вопросы........................................................................................................ 571 Литература.......................................................................................................................... 572
Оглавление 22. Испытание эмульсии битумной катионной дорожной................................. 573 Общие.сведения.о.битумных.эмульсиях................................................................... 574 Задание 1..Определение.содержания.остаточного.вяжущего.(метод.1)........ 588 Задание 2..Определение.содержания.остаточного.вяжущего. для.эмульсий,.приготовленных.на.пластифицированном. или.разжиженном.битуме.(метод.2)..................................................................... 590 Задание 3..Определение.однородности.эмульсии.................................................. 592 Задание 4..Определение.условной.вязкости.по.вискозиметру.СТВ............... 594 Задание 5..Определение.коэффициента.распада.................................................... 597 Задание 6..Определение.однородности.эмульсии.по.остатку.на.сите. №.063.при.хранении.свыше.7.сут......................................................................... 599 Задание 7..Определение.устойчивости.эмульсии.к.расслоению. при.хранении.свыше.7.сут....................................................................................... 601 Задание 8..Определение.адгезии.к.щебню................................................................ 602 Контрольные вопросы........................................................................................................ 604 Литература.......................................................................................................................... 605 Типовые задачи с решениями....................................................................................... 606 Приложения......................................................................................................................... 622 1..Техника.безопасности.при.выполнении.лабораторных.работ...................... 622 2..Тематика.НИРС............................................................................................................. 625 3..Расчетные.формулы.для.решения.задач............................................................... 626 4..Соотношения.между.единицами.силы.и.давления........................................... 630 5..Основные.физические.свойства.строительных.материалов.......................... 630
Предисловие Производство.строительных.материалов.и.изделий,.их.применение. при.строительстве,.ремонте.и.содержании.автомобильных.дорог.и.искусственных. сооружений.(мосты,.путепроводы,.тоннели,.подпорные.стенки,. эстакады.и.др.).требуют.огромных.затрат.энергии,.интеллектуального. и.физического.труда,.выражаемых.в.значительных.суммах.ежегодных.финансовых. вложений. Долговечность.и.надежность.транспортных.объектов.непосредственно. зависит.от.качества.строительных.материалов..При.контроле.качества.материалов. в.процессе.их.производства.и.эксплуатации.важное.значение. имеет.правильный.лабораторный.контроль.свойств.исходных.материалов. и.конечной.продукции.в.целом. Перечень.лабораторных.работ.составлен.в.соответствии.с.учебными. программами.дисциплин.«Дорожно-строительные.материалы».и.«Строительные. материалы».для.студентов.специальностей.«Автомобильные.дороги». и.«Мосты,.транспортные.тоннели.и.метрополитены».высших.учебных. заведений. Учебно-методическое.пособие.содержит.22.лабораторные.работы,.каж- дая.из.которых.включает.контрольные.вопросы.для.самостоятельной.подготовки. и.защиты.выполненных.лабораторных.работ;.необходимые.приборы. и.оборудование;.методику.выполнения.работ,.оформления.результатов. работы.и.их.анализа;.технические.нормативные.правовые.акты.(ТНПА). и.рекомендуемую.учебную.литературу..В.нем.также.приведен.примерный. перечень.тем.для.выполнения.студентами.научно-исследовательской.работы.( НИР).в.лаборатории.и.типовые.задачи,.ранжированные.по.темам. лабораторных.работ. Лабораторные.работы.содержат.элементы.исследований..Их.выполне- ние.способствует.повышению.познавательной.активности.студентов,.учит. анализировать.полученные.результаты,.развивает.творческое.мышление. и.профессиональные.способности. Практикум.подготовлен.на.основе.методических.указаний.к.лабора- торным.работам,.разработанным.в.течение.ряда.лет.сотрудниками.кафедры. «Строительные.материалы».БНТУ.(доцентами.В.А..Богданом,.В.А..Бала- шевичем,.Г.С..Галузо,.А.Э..Змачинским,.Г.Т..Широким,.старшими.преподавателями. Г.С..Горбацевич,.В.И..Коваженковой,.С.Г..Соболевской),.а.также. кафедры.«Строительство.и.эксплуатация.дорог».(проф..И.И..Леоновичем,. доцентами.В.А..Стрижевским.и.К.Ф..Шумчиком). Авторы.лабораторного.практикума.переработали.и.дополнили.имею- щийся.материал,.подготовили.его.в.едином.методическом.изложении.с.учетом. современных.требований.и.новых.технических.нормативных.правовых. актов.(ТНПА).
ОСНОВЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Качество строительной продукции и его контроль Качество строительной продукции.—.совокупность.потреби- тельских.свойств.строительной.продукции.и.ее.способность.удовлетворять. определенные.потребности.народного.хозяйства.или. населения.с.точки.зрения.технических,.эстетических.и.социальных. требований,.установленных.ТНПА.для.строительства.или.ремонта. инженерного.сооружения. Свойство — это.отдельная.характеристика.материала.или.из- делия,.проявляющаяся.в.процессе.его.переработки,.применения. и.эксплуатации..Свойства.материалов.оценивают.числовыми.показателями.. К.важнейшим.из.них.можно.отнести.долговечность. и.надежность.(СТБ.1900–2008.«Строительство..Основные.термины. и.определения»). Долговечность —.способность.здания.или.сооружения.и.их. элементов.сохранять.во.времени.заданные.качества.в.определенных. условиях.при.установленном.режиме.эксплуатации.без.разрушения. и.деформации. Надежность —.свойство.сооружения.и.его.конструкций.соот- ветствовать.назначению.и.выполнять.заданные.функции.в.период. эксплуатации. Контроль качества строительных материалов.осуществля- ют.путем.проведения.испытаний.по.стандартным.методикам,.изложенным. в.технических.нормативных.правовых.актах.(ТНПА).— ГОСТ,.СТБ.EN,.СТБ,.ТУ.и.др..Выполнение.требований.ТНПА. строго.обязательно,.поскольку,.в.противном.случае,.можно.получить. искаженные.результаты.испытаний.и.прийти.к.неправильным. выводам,.что.снизит.долговечность.и.надежность.инженерных. объектов,.возведенных.из.этих.материалов.
Качество строительной продукции и его контроль 13 Все.свойства.строительных.материалов.подразделяют.на.две. группы:.эксплуатационно-технические.и.архитектурно-тех.ни.че.ские. (эстетические). Эксплуатационно-технические свойства.позволяют.оценить. функциональную.пригодность.материалов.к.их.применению.при. строительстве,.ремонте.и.содержании.инженерных.объектов. Эти.свойства.подразделяются.на.физические,.механические,.хи- мические,.биологические,.технологические.и.эксплуатационные. Физические.свойства.подразделяются.на.следующие.группы: структурные.—.характеризуют.структуру.материала.(сред- няя,.истинная.и.насыпная.плотность,.пористость.и.пустотность); гидрофизические.—.характеризуют.отношение.материала. к.влаге.(водопоглощение,.влажность,.гигроскопичность,.водонепроницаемость,. влагоотдача,.морозостойкость.и.др.); теплофизические.—.характеризуют.воздействие.теплового. потока.на.материал.(теплопроводность,.теплоемкость,.огнестойкость. и.др.). Механические.свойства.определяют.отношение.материала.к.раз- рушающему.и.деформирующему.действию.внешних.механических. усилий.(прочность,.твердость,.истираемость,.упругость,.пластичность,. хрупкость,.сопротивление.удару.и.др.). Химические.свойства.характеризуют.способность.материала. к.химическим.превращениям.и.стойкость.против.химической.коррозии. Биологические свойства.характеризуют.способность.материала. сопротивляться.разрушающему.действию.растительных.и.живых. микроорганизмов.(биостойкость,.биокоррозия). Технологические свойства.характеризуют.способность.материа- ла.подвергаться.обработке.(дробимость,.шлифуемость,.удобоукладываемость. и.др.). Эксплуатационные свойства.характеризуют.способность.мате- риала.долго.и.надежно.сохранять.свои.качества.в.эксплуатационных. условиях.(долговечность,.надежность,.совместимость). К.архитектурно-техническим свойствам.относятся.форма,. размер,.цвет,.блеск,.текстура,.фактура. В.зависимости.от.контролируемого.этапа.строительства.установ- лено.три.вида.контроля:.входной,.технологический.и.приемочный. Входной контроль.определяет.соответствие.технических.по- казателей.поступающих.на.строительство.материалов.и.изделий.
Основы оценки качества строительных материалов требованиям.СТБ.1306–2002.«Строительство..Входной.контроль. продукции..Основные.положения». Технологический контроль.заключается.в.проверке.соответст- вия.режимов.технологического.процесса.(влажность,.температура,. давление.и.др.).установленным.нормативным.требованиям.(инструкции,. ГОСТ,.СТБ,.СТБ.EN,.технологические.карты.и.др.). Приемочный контроль.состоит.в.проверке.соответствия.гото- вой.продукции.или.полуфабриката.(строительная.смесь,.изделие,. конструктивный.элемент.и.др.).установленным.нормативным.требованиям. Необходимо.отметить,.что.значительная.часть.существующих. методов.контроля.пассивна:.несоответствие.качества.продукции. установленным.требованиям.выявляется.лишь.тогда,.когда.дефект. (брак).уже.нельзя.устранить..Поэтому.актуальны.современные.активные. методы.контроля,.которые.базируются.на.максимальном. применении.средств.автоматизации.в.технологических.процессах. (например,.заводы-автоматы.—.цементно-бетонный.завод.(ЦБЗ),. асфальтобетонный.завод.(АБЗ),.заводы.железобетонных.конструкций. и.др.)..Они.дают.возможность.своевременно.обнаружить.нарушения. заданного.технологического.режима. Практика.показывает,.что.наиболее.полно.качество.материалов. можно.оценить.совокупностью.показателей,.которые.определяются. по.схеме.(рис..1). Согласно.схеме.оценки.качества.материалов,.на.первом.этапе. изучается.минералогический.(или.химический).и.петрографический. составы.материалов,.крупность.и.форма.зерен,.структура,.особенности. поверхности,.наличие.дефектов,.загрязненность.примесями. (для.заполнителей)..Высказывается.суждение.о.качестве.материалов. и.намечается.программа.дальнейших.лабораторных.испытаний. с.учетом.целевого.использования.материалов..Далее,.с.учетом.намеченной. программы.отбирается.в.соответствии.с.ТНПА.средняя. проба.в.количестве,.достаточном.для.испытания.с.трехкратной.повторностью.. Средняя.проба.должна.отображать.по.составу,.размеру. и.форме.всю.партию.испытуемого.материала..Неправильно.отобранная. проба.не.позволяет.достоверно.определить.качество.материала.. Пробы.материалов.маркируют.и.ставят.на.хранение.(в.чистой. таре.в.сухом.помещении)..На.основе.результатов.лабораторных. испытаний.составляют.заключение.о.качестве.материала.и.намечают. возможные.варианты.его.оптимального.использования..Технико-
Оценка методов измерений 15 экономическая.оценка.испытанного.материала.должна.заключаться. в.определении.его.стоимости.на.месте.получения.и.переработки,. а.также.стоимости.конечной.строительной.продукции.(с.учетом. дальности.перевозки). Оценка методов измерений [1] Основным.методом.определения.качества.материалов.являет- ся.инструментальный,.который.предполагает.нахождение.какой- либо.величины.опытным.путем,.т.е..путем.измерений.с.помощью. специальных.приборов. Рис. 1. Последовательность.действий.при.оценке.качества.материалов 1. Изучение внешних макроскопических признаков материалов (сырья), предварительное суждение об их качестве 2. Отбор средней пробы (партии) материала и ее подготовка к испытанию в лаборатории 3. Определение технических характеристик 3а. Определение физических, химических, механических характеристик 3б. Определение технологических характеристик 4. Заключение о качестве материалов, разработка возможных вариантов их использования 5. Техникоэкономическая оценка материала и выбор оптимального варианта его применения
Основы оценки качества строительных материалов Измерение.является.познавательным.процессом:.получаемая. величина.сравнивается.с.установленной,.стандартной. Ряд.числовых.значений,.полученных.при.измерении.свойств. материала,.называют.рядом измерений.или.статистической совокупностью. Ниже.приведены.основные.статистические.характеристики,.не- обходимые.для.любой.статистической.обработки. Первой.основной.статистической.характеристикой.является. среднее арифметическое значение X.из.частных.значений,.описывающее. одним.числом.результаты.измеряемой.величины,.вычисляемое. по.формуле . Х n x x x n x n i i n = + + + = =∑ 1 1 1 2 1 ( ... ) ,. (1) где.n.—.число.результатов.измерений;.х1,.х2,....,.хn.—.частные.значения. одиночных. равноточных. измерений;. хi. —. результат. i-го. единичного.измерения.(испытания),.т.е..частное.значение.ка.кого- либо.показателя.в.i-й.пробе. Второй.статистической.характеристикой.является.дисперсия,. которая.характеризует.степень.рассеяния.(разброса.однородности). отдельных.экспериментальных.значений.хi.относительно.среднего. значения.X.и.вычисляется.в.малой.пробе.(n.<.25).по.формуле . σ2 2 1 1 = − ( ) − =∑ х X n i i n ,. (2) где. х X i i n − ( ) =∑ 2 1 .—.сумма.квадратов.отклонений.всех.измерений.от. среднего.арифметического;.n.—.число.измерений. Корень.квадратный.из.дисперсии.(т.е..из.среднего.арифметиче- ского.квадратов.отклонений).называют.средним квадратичным отклонением (стандартом).показателя..Его.вычисляют.по.следующим. формулам: в.малой.пробе.(n.<.25) . σ = ± − − ( ) =∑ 1 1 2 1 n х X i i n ;. (3)
Оценка методов измерений 17 в.большой.пробе.(n.>.25) . σ = ± − ( ) =∑ x X n i i n 2 1 .. (4) Величина.σ.служит.характеристикой.средней.изменчивости. изучаемой.величины,.т.е..степени.рассеяния.числовых.значений. измеренных.величин.от.среднего.арифметического..Ее.выражают. в.тех.же.единицах,.что.и.среднее.арифметическое.значение. Знаки. «плюс». и. «минус». в. формулах. (3). и. (4). показывают,. что.отклонение.от.среднего.арифметического.может.быть.как.в.одну,. так.и.в.другую.сторону..Из.формул.видно,.что.мерой.рассеяния. при.оценке.однородности.массового.явления.будет.не.среднее.отклонение,. а.среднее.значение.квадрата.отклонений..В.этом.случае. и.положительные,.и.отрицательные.отклонения.при.возведении. в.квадрат.будут.положительными.величинами,.которые.тем.больше,. чем.больше.степень.рассеяния.признаков.качества. Во.многих.случаях.удобно.рассматривать.безразмерную.вели- чину,.характеризующую.изменчивость.исследуемого.свойства.—. коэффициент вариации.nв,.вычисляемый.по.формуле . ν σ в = ⋅ X 100.%.. (5) Коэффициент.вариации.nв.является.мерой.отклонения.опытных. данных.от.среднего.выборочного.значения..Чем.больше.величины. σ.и.nв,.тем.больше.разброс.показателей.измерений..Зная.указанные. величины,.можно.определить.доверительную вероятность.и.доверительный интервал µ достоверности.измерения.Ф(t). Доверительной вероятностью.(надежностью).измерения. Ф(t).называется.вероятность.того,.что.истинное.значение.измеряемой. величины.xn.попадает.в.доверительный.интервал.µ. Доверительным интервалом.µ.называется.интервал.значе- ний.xi,.в.который.попадает.истинное.значение.измеряемой.величины. xn.с.заданной.вероятностью.Ф(t). Обычно.доверительный.интервал.вычисляется.по.формуле . µ.=.±t.⋅.σ,. (6) где.t.—.гарантийный.коэффициент.(определяется.по.табл..1,.если. количество.измерений.n.≥.30.подчиняется.закону.нормального.распределения).
Основы оценки качества строительных материалов Таблица 1 Значение гарантийного коэффициента t Ф(t) t Ф(t) 0,70 0,5167 1,50 0,8664 0,80 0,5763 1,55 0,8789 0,85 0,6047 1,60 0,8904 0,90 0,6319 1,65 0,9011 0,95 0,6579 1,70 0,9109 1,00 0,6827 1,75 0,9199 1,05 0,7063 1,80 0,9281 1,10 0,7287 1,85 0,9357 1,15 0,7419 1,90 0,9426 1,20 0,7699 1,95 0,9488 1,25 0,7887 2,00 0,9545 1,30 0,8064 2,25 0,9756 1,35 0,8230 2,50 0,9876 1,40 0,8385 3,00 0,9973 1,45 0,8529 4,00 0,9999 При испытании строительных материалов гарантийный коэффициент t обычно принимают от 2 до 3. Ниже приведен пример оценки качества измерений. Пример. Испытано 40 образцов бетона на прочность при сжатии. Среднее арифметическое значение предела прочности при сжатии составило R = 18 2 , МПа, среднеквадратичное отклонение s = 2,2 МПа. Требуется определить погрешность и надежность полученных результатов. Для этого необходимо найти доверительный интервал m и доверительную вероятность измерения Ф(t), учитывая, что в испытаниях строительных материалов гарантийных коэффициент t изменяется от 2 до 3. Приняв значение t = 3, вычислим по формуле (6) значение m: µ = ± ⋅ = 3 2 2 6 6 , , МПа. Согласно табл. 1, при t = 3 значение Ф(t) = 0,9973. Это означает, что из 1000 измерений 997 попадают в данный доверительный интервал и только 3 измерения выходят за его пределы.
К покупке доступен более свежий выпуск
Перейти