Выбор метода и средств измерений показателей качества при производстве бетона

Федеральное агентство по образованию РФ Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Владимирский государственный университет Кафедра УК и ТР

Курсовой проект по дисциплине:

" Методы и средства измерений, испытаний и контроля" на тему:

«Выбор метода и средств измерений показателей качества при производстве бетона»

Выполнил:

студент гр. ЗУКс-110

Клюкин М.Д.

Проверил:

Орлов Д.Ю.

Владимир 2013

Федеральное агентство по образованию Владимирский государственный университет

УТВЕРЖДАЮ:

Зав. кафедрой УКТР

________________Орлов Ю. А.

ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Студенту Клюкину М.Д.

1. Тема проекта «Выбор метода и средств измерений показателей качества при производстве бетона»

2. Срок сдачи студентом законченного проекта ____________

3. Исходные данные к проекту: Инструкция и руководство по качеству; конструкторская и технологическая документация; ГОСТы; конструкторская документация.

4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

5. Описание предприятия и продукции.

6. Технология производства продукции.

7. Методы контроля, испытаний и измерений.

8. Средства контроля, измерений и испытаний.

9. Техника безопасности.

Дата выдачи задания_____________________

Принял к исполнению Руководитель

Клюкин М. Д. Орлов Д.Ю.___________

ультразвуковой метод измерение качество бетон

1. Характеристика объекта исследования

2. Выбор методов и средств измерения

2.1 Ультразвуковой метод. УК 1401

2.2 Разрушающий метод. C089−04N

3. Поверка выбранного средства измерения

3.1 Поверка ультразвукового средства измерения УК 1401

3.2 Поверка пресса гидравлического C089−04N

Заключение

Задача обеспечения качества приобретает в настоящее время все большее значение: в условиях конкурентной борьбы именно качество обеспечивает жизнеспособность предприятия. В понятие качества включают качество всех процессов, выполняемых на предприятии — начиная от целей, которые ставит перед собой руководство (качество цели), и заканчивая организацией конкретных производственных процессов (качество исполнения). Учитывая всеобъемлющий характер вопросов управления качеством, можно предположить, что происходит формирование принципиально новой философии управления производством, в основе которой лежит критерий качества.

В производстве любой продукции качество готового изделия зависит от множества самых различных факторов, например:

а) наладки станка б) рабочей среды в) квалифицированности персонала г) качества материалов В результате, даже в условиях автоматизированного производства невозможно получить два абсолютно одинаковых изделия. Поэтому необходимо правильно выбрать методы и средства измерений и контроля.

Измерение — это совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, для сопоставления измеряемой величины с её единицей. Единство измерений — когда результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Единство измерений позволяет сопоставить результаты измерений, выполненных в разных частях, в разное время с использованием разных методов и средств измерений. Точность измерений характеризуются общностью результатов к истинному значению измеряемой величины. Все измерения в РФ согласно ГОСТ 8.417−81 должны производится с применением международной системы измерений СИ. Средства измерений — это механические средства, имеющие нормализованные метрологические характеристик, воспроизводящие или хранящие один или несколько физических величин, размеры которых принимаются неизмененными в течение известного времени.

1. Характеристика объекта исследования

Успешная история компании «Мегалит» — это история реализации ее «фирменного» стиля работы: ориентации на клиента и интенсивного темпа развития, а строительство новых бетоносмесительных узлов в районах области позволит стать ближе к потребителю и значительно снизить для клиента расходы на доставку продукции на объект. В планах компании создать к 2015 году сеть бетоносмесительных узлов в каждом крупном населённом пункте области.

Транспортный парк ООО «Компания «Мегалит», включая арендуемый на постоянной основе и координируемый предприятием наемный транспорт, сегодня составляет около 40 единиц. Такого количества собственного автотранспорта для доставки бетона нет больше ни у кого в области.

Для удовлетворения потребностей клиента работаем и в выходные дни, а единая диспетчерская служба «Мегалит» обеспечивает ритмичность поставок, позволяя гибко и оперативно реагировать на изменение ситуаций на стройплощадках.

Как было отмечено, большое внимание уделяется качеству продукции. Разработку рецептур готовых смесей и контроль качества осуществляет независимая строительная испытательная лаборатория ООО «Испытательный центр строительных материалов». Оснащенность лаборатории современными компактными приборами позволяет компании производить контроль качества непосредственно на объектах строительства. Мы стремимся не только к улучшению качества услуг и удовлетворению требований наших клиентов, но и к поддержанию безупречной репутации нашей Компании на рынке бетонов и растворов Владимирской области. Для повышения качества продукции и обеспечения удовлетворенности потребителя в Компании «Мегалит» реализована «горячая линия» .

Успешно выполняя требования клиентов, мы твердо завоевали их высокое доверие. Именно поэтому наши клиенты обычно становятся нашими партнерами, с которыми мы всегда рады продолжить совместную плодотворную работу.

Сегодня нам доверяют ведущие строительные компании в сфере промышленного и гражданского строительства региона, такими как: ООО «Игротэк», ООО «Базальт», ООО «СреЗ», ООО «Консоль», ООО «СРеЗ», ООО «СК Континент» и др. Большинство мостов на территории Владимирской области также построены с использованием нашей продукции.

О Бетоне:

Любое строительство будь то гаража, дома или стадиона, конечно же начинается с закладки фундамента. А чтобы его изготовить нужно как минимум знать какую марку бетона для этого использовать.

Опустим тот момент что перед строительством необходимо сделать проект постройки лицензированным лицом (организацией), в котором все будет указано. Будем считать, все уже есть и мы хотим просто разобраться что бывает каким. Бетон — это строительный материал, который образуется при отвердевании смеси вяжущего вещества, заполнителей, добавок и воды. Он широко распространён как в индустриальном, так и в частном строительстве.

Важнейшая характеристика бетона — прочность при сжатии, которая определяет его марку.

По виду вяжущего вещества бетоны делят на:

— цементные;

— силикатные;

— полимербетоны;

В зависимости от размера зерен применяемого заполнителя бетоны бывают:

— на мелкозернистом заполнителе — до 1 см;

— на крупнозернистом заполнителе — 1−15 см.

В качестве заполнителя могут применятся как тяжелый щебень для тяжелых бетонов, так и легкие керамзит, пемза и др. для легких бетонов.

Класс бетона — это числовая характеристика какого-либо его свойства, принимаемая с гарантированной обеспеченностью (обычно 0,95). Это значит, что установленное классом свойство обеспечивается не менее чем в 95 случаях из 100 и лишь в 5-ти случаях можно ожидать его не выполненным.

Марка бетона — числовая характеристика какого-либо свойства, принимаемая по его среднему значению. По прочности при сжатии, например, для тяжелых бетонов, установлены марки 50, 75, 100, 150…600.

Для обычных железобетонных конструкций промышленного и гражданского назначения используют бетоны марки 200−250.

Соотношение между классом и марками бетона по прочности примерно следующее:

За марку бетона по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое при испытании выдерживают образцы установленных размеров без снижения прочности на сжатие более 5% по сравнению с прочностью образцов, испытанных в эквивалентном возрасте, а для дорожного бетона, кроме того, без потери массы более 5%. Установлены марки по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500

По водонепроницаемости бетон делят на марки W2, W4, W6, W8 и W12, причем марка обозначает давление воды (кгс/см2), при котором образец-цилиндр высотой 15 см не пропускает воду в условиях стандартного испытания.

2. Выбор методов и средств измерения

Существует множество методов и средств измерения качества бетонных смесей. В данном курсовом проекте я решил акцентировать внимание на двух из них:

2.1 Ультразвуковой метод. УК 1401

Тестер УК1401 предназначен для измерения времени и скорости распространения продольных ультразвуковых волн в твердых материалах при поверхностном прозвучивании на фиксированной базе с целью определения прочности и целостности материалов и конструкций.

Прибор выполнен в моноблочном исполнении в эргономичном корпусе из легкого ударопрочного пластика, что делает его удобным для работы на объектах.

В корпус тестера встроены два преобразователя с сухим точечным контактом, что дает уникальную возможность вести контроль без применения контактной жидкости. Кроме того, данные преобразователи износостойкие и не чувствительны к состоянию поверхности, что позволяет избежать длительной и трудоемкой подготовки поверхности для проведения измерений.

Технические характеристики:

* Диапазон измерений времени: 15 — 100 мкс

* Диапазон измерений скорости ультразвука: 1500 — 9999 м/с

* Диапазон измерений глубины трещин: 10−50 мм

* Относительная погрешность измерения времени и скорости ультразвука: ±1%

* Рабочая частота ультразвуковых колебаний: 50 кГц

* Частота посылок зондирующих импульсов: 5−20 Гц

* Диапазон рабочих температур: от -20°С до +50°С

* Время непрерывной работы: 100 ч

* Габаритные размеры корпуса: 200×120×35 мм

* Длина ультразвуковых преобразователей: 45 мм

* Масса электронного блока: 350 г

* Количество запоминаемых результатов: 4000

Ультразвуковые измерения проводят приборами УК 1401, предназначенными для измерения времени распространения ультразвука в бетоне и аттестованными в установленном порядке по ПМГ 06−2001.

Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения времени распространения ультразвука на стандартных образцах, входящих в комплект прибора, не должен превышать значения Д = ±(0,01t + 0,1), (1) где t — время распространения ультразвука, мкс.

При поверхностном прозвучивании размер базы должен быть не менее 120 мм и не более 200 мм.

Между бетоном и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей должен быть обеспечен надежный акустический контакт за счет применения переходных устройств или прокладок, обеспечивающих сухой способ акустического контакта, или при преобразователях и с плоской рабочей поверхностью, за счет применения вязких контактных материалов (пластилин, технический вазелин и др.).

Способ контакта должен быть одинаковым при контроле бетона в конструкции и установлении градуировочной зависимости.

Применение ультразвуковых приборов, градуированных в единицах прочности бетона для непосредственного определения прочности бетона, не допускается.

Показания этих приборов следует рассматривать как косвенный показатель прочности бетона и использовать при контроле так же, как и скорость или время распространения ультразвука.

Проведение испытаний и определение прочности бетона в конструкциях

Прочность бетона в каждом участке можно определять способом поверхностного или сквозного прозвучивания. На каждом участке проводят не менее двух измерений при способе поверхностного прозвучивания и одного измерения при способе сквозного прозвучивания.

Прочность бетона в участке определяют по среднему значению скорости (времени) ультразвука. Для исключения влияния арматуры на каждом участке магнитным прибором определяют положение арматуры, а затем ультразвуковым прибором проводят не менее двух измерений косвенного показателя. Измерения проводят в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Прозвучивание производят под углом примерно 45° к направлению арматуры, параллельно или перпендикулярно ей. При прозвучивании в направлении, параллельном арматуре, линию прозвучивания располагают между арматурными стержнями.

Для оценки класса бетона группы (партии) конструкций, конструкции или зоны конструкций общее число участковизмерений должно быть не менее 15 при средней прочности до 20МПа, 20 — при средней прочности до 30 МПа и 25 — при средней прочности выше 30 МПа. В монолитных зданиях прочность бетона должна определяться в каждой колонне (или пилоне). Число участков в каждой конструкции должно быть не менее шести. В качестве единицы прочности колонны (пилона) принимается среднее значение из всех измерений при условии, что прочность бетона в каждом участке не отличается от среднего значения более чем на5%.

При контроле прочности бетона монолитных перекрытий, стен и фундаментов в каждой захватке прочность бетона должна определяться не менее чем в трех участках.

При контроле прочности бетона сборных конструкций и оценке класса бетона в партии число участков определения прочности бетона в произвольно выбранных из партии конструкциях должно быть не менее трех. Прочность бетона контролируемого участка конструкции определяют по градуировочной зависимости.

2.2 Разрушающий метод. C089−04N

Пресс C089−4N Изготавливаются с повышенными требованиями к качественным характеристикам (механическая обработка и допуски): рамы; цилиндро-поршневого узла; шарнирной опоры; нажимных пластин; проставок и т. д., что соответствует и удовлетворяет высокому контролю стабильности.

Калибруются с применением 5-ти точечного силоизмерителя, позволяющего контролировать распределение нагрузки по поверхности нажимных пластин.

Кроме того:

— Рамы с усиленными колоннами скреплены гайками, котрые затянуты с заданным усилием и зафиксированы штифтами. Это придает рамам высокую жесткость и стабильность во всем диапазоне нагружения в течение всего периода эксплуатации.

— Шарнирное соединение верхней нажимной пластины имеет минимальный люфт и обеспечивает в начале теста самовыравнивание верхней нажимной пластины и ее прилегание к образцу точно и без трения.

— Индивидуальная подгонка цилиндра и поршня.

— Усиленные нажимные пластины имеют твердость 55 HRC.

технические характеристики:

— Полностью автоматическое проведение испытаний с заданной скоростью нагружения.

— Максимальный вертикальный просвет: 336 мм

— Диаметр сжимающих пластин: 287 мм

— Гидравлическое устройство, останавливающее движение поршня при выдвижении на максимальную длину

— Верхняя сжимающая пластина закреплена на шаровой опоре.

— Сжимающие пластины — шлифованные, имеют твердость HRC 60.

— Точность калибровки: Класс 1%

— Максимальный ход поршня: 60 мм

— Питание: 220−240 В, 50 Гц, 750 Вт

— Размеры: 690×400×1400 мм

— Вес: 850 — 920 кг

Определение прочности бетона состоит в измерении минимальных усилий, разрушающих специально изготовленные контрольные образцы бетона при их статическом нагружении с постоянной скоростью роста нагрузки и последующем вычислении напряжений при этих усилиях в предположении упругой работы материала.

В помещении для испытания образцов следует поддерживать температуру воздуха в пределах (20±5)°С и относительную влажность воздуха не менее 55%. В этих условиях образцы должны быть выдержаны до испытания в распалубленном виде в течение не менее 24 ч, если они твердели в воде, и в течение не менее 4 ч, если они твердели в воздушно-влажностных условиях или в условиях тепловой обработки.

Образцы, предназначенные для испытаний для определения передаточной или распалубочной прочности бетона на сжатие в горячем состоянии, а также образцы, предназначенные для определения прочности на растяжение после водного твердения, следует испытывать без предварительной выдержки.

При испытании на сжатие образцы-кубы и цилиндры устанавливают одной из выбранных граней на нижнюю опорную плиту пресса (или испытательной машины) центрально относительно его продольной оси, используя риски, нанесенные на плиту пресса, дополнительные стальные плиты или специальное центрирующее устройство. Между плитами пресса и опорными поверхностями образца допускается прокладывать дополнительные стальные опорные плиты.

Образцы-половинки призм при испытании на сжатие помещают между двумя дополнительными стальными плитами. Дополнительные плиты центрируют относительно оси пресса, используя риски, нанесенные на плиту пресса и дополнительные стальные плиты, или специальное центрирующее устройство.

После установки образца на опорные плиты пресса (дополнительные стальные плиты) совмещают верхнюю плиту пресса с верхней опорной гранью образца (дополнительной стальной плитой) так, чтобы их плоскости полностью прилегали одна к другой. Далее начинают нагружение.

В случае разрушения образца по одной из дефектных схем по черт.9 при определении средней прочности серии этот результат не учитывают.

3. Проверка средств измерений

3.1 Поверка ультразвукового средства измерения УК 1401

В соответствии со статьей 23 закона РФ «Об обеспечении единства средств измерений» прибор УК1401 калибруется при выпуске из производства, о чем в паспорте делается специальная отметка. Калибровка прибора на соответствие требованиям ТУ32 ЦЭ 2041;95 проводится и в процессе эксплуатации либо фирмой-изготовителем прибора, либо метрологическими подразделениями предприятий, использующих приборы УК1401.

Для проведения калибровки прибора в процессе эксплуатации вместе с ним поставляется контрольный образец из оргстекла размерами 190Ч40Ч25 мм. На образце нанесены серийный номер прибора и время, которое должен показывать правильно работающий прибор при температуре образца 20±1°С. Указание температуры связано с тем, что оргстекло имеет температурный коэффициент скорости звука ?0,12%/°С, что при базе 150 мм приводит к увеличению измеряемого времени на 0,07 мкс при увеличении температуры на 1 °C.

Проверку следует производить следующим образом. Включите тестер и установите его на контрольный образец. УЗ преобразователи прибора следует ставить в углубления, выполненные на одной из сторон образца. Прижмите прибор с усилием 5 — 10 кг и зафиксируйте его в этом положении. Выдержав паузу в 10 — 15 секунд, считайте и запишите показания прибора. Снимите прибор с образца. Данную процедуру следует повторить 20 раз. После этого рассчитайте среднее значение времени по полученным данным и сравните его со временем, написанным на образце. Показания прибора не должны отличаться от этого времени более чем на 0,5 мкс в ту или иную сторону с учетом температурного коэффициента. Поверка тестеров ультразвуковых УК 1401 проводится в соответствии с документом «Тестеры ультразвуковые УК 1401. Методика поверки» А1.427 611.001МП, утверждённым ГП «ВНИИФТРИ» 03.04.2001 г.

· Штангенциркуль ШЦ-160−0,1;

· Частотометр электронно-счётный ЧЗ-63;

· Генератор импульсов Г5−54 (2шт.);

· Коаксиальный тройник СР-50−95ФВ;

· Пьезопреобразователь П111−5-К12-В-002;

· Контрольный образец из оргстекла МБПП 150П.

3.2 Поверка пресса гидравлического C089−04N

При проведении поверки должны выполняться следующие операции:

1) Внешний осмотр:

· При проведении внешнего осмотра прессов, находящихся в эксплуатации и выпущенных из ремонта, должно быть установлено их соответствие следующим требованиям:

· На поверхностях деталей, не имеющих защитных покрытий, отсутствуют очаги коррозии, вмятины, заусенцы, трещины и другие повреждения;

· Лакокрасочные покрытия не имеют дефектов, ухудшающих внешний вид пресса;

· На активной опорной плите нанесены риски или пресс снабжен регулирующими упорами для центрирования образцов;

· Указательные части рабочей и контрольной стрелок лежат в одной плоскости или в параллельных плоскостях без видимого просвета перпендикулярно к плоскости циферблата;

· Манометры, входящие в комплект пресса, имеют клеймо текущего квартала о государственной поверке.

2) Опробование:

При опробовании пресса путем испытания двух образцов до разрушения рабочую стрелку отсчетного устройства силоизмерителя устанавливают на нулевую отметку при поднятом на масляной подушке поршне. Затем прикладывают нагрузку, превышающ ую наибольшую предельную на 2%. После разгружения пресса устанавливают образец, который нагружают до разрушения. Нагрузка при разрушении образца должна соответствовать 80−90% наибольшей предельной нагрузки пресса. После разрушения образца (при нахождении поршня на масляной подушке) рабочая стрелка отсчетного устройства силоизмерителя должна плавно возвратиться на нулевую отметку, а контрольная стрелка — остановиться на делении, соответствующем наибольшей нагрузке. Допускаются отклонение рабочей стрелки от нулевой отметки и размах колебаний стрелки при нагружении и разгружении не более установленных в разд. 2 ГОСТ 8905–73. Операцию опробования проводят два раза.

3) Определение метрологических параметров:

При проверке прессов с отсчетным устройством силоизмерителя, градуированным в единицах силы (с именованной шкалой), определяют относительную погрешность и вариацию показании силоизмерителя. Для прессов, выпускаемых из производства, дополнительно определяют разность показаний между прямым и обратным ходами.

Поверку проводят тремя рядами нагружений при прямом и обратном ходах с равномерной скоростью изменения силы, не превышающей 0,2 наибольшей предельной нагрузки диапазона пресса в 1 мин, с остановками при действительных нагрузках, устанавливаемых по динамометру для сравнения показаний отсчетного устройства силоизмерителя, пресса и динамометра.

Остановки при действительных нагрузках должны соответствовать нагрузкам 20, 40, 60, 80 и 100% наибольшей предельной нагрузки выбранных при поверке пресса диапазонов измерений для прессов с именованной шкалой и 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 и 100% для прессов с условной шкалой. Нагружения производят при включенной контрольной стрелке отсчетного устройства силоизмерителя.

Время, в течение которого должны сохраняться показания отсчетного устройства силоизмерителя при остановке нагружения, должно соответствовать значению, приведенному в разд. 2 ГОСТ 8905–73. Если диапазон измерения начинается с нагрузки, равной 10% наибольшей предельной нагрузки, то поверку начинают с этой нагрузки.

4) Определение погрешности записи, деформации и нагрузки самопишущего прибора:

· Погрешности записи деформации и нагрузки на диаграммной ленте самопишущего прибора должны соответствовать разд. 5 ГОСТ 8905–73.

· Перед определением погрешности включают привод механизма самопишущего прибора и перемещают активную опорную плиту, при этом лента должна перемещаться без скачков, перекосов, морщин, смятия и разрывов. Перо должно наносить на ленте непрерывную четкую линию.

· Для определения погрешности записи деформации при движущейся ленте наносят от руки пером отметину и измеряют штангенциркулем перемещение активной опорной плиты и расстояние между отметками на ленте. Погрешность определяют во всех масштабах записи деформации.

· Для определения погрешности записи нагрузки при неподвижной ленте наносят пером линии при каждом значении нагрузки и измеряют штангенциркулем расстояние от нулевой линии до линий, соответствующих нагрузкам от нуля до предельного значения.

Заключение

В данной работе, мной были рассмотрены — два показанных средства измерения. Их надёжность и качество не раз были отмечены специалистами. Являющимися современными, они обеспечивают высокий уровень контроля качества бетонной продукции и являются одними из опорных средств, используемых в России.

Список использованных источников

ГОСТ 8.136−74 ГСИ. Прессы гидравлические для испытаний строительных материалов. Методы и средства поверки.

ГОСТ 10 180–90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

ГОСТ 17 624–87. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.

ГОСТ 18 105–86 Бетоны. Правила контроля прочности.

ГОСТ 22 690–88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля.