Госстрой СССР

Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт бетона и железобетона

(НИИЖБ)

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ОРГАНИЗАЦИИ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЮ КАЧЕСТВА БЕТОННОЙ СМЕСИ НА ЗАВОДАХ СБОРНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

Утверждены директором НИИЖБ 13 июля 1982 г.

Москва 1983

уда 69.05.658.582.666.972Л2

Печатается по решению секции заводской технологии бетона и же -лезобетона НТС НИИЖБ Госстроя СССР от II июня 1982 г.

Рекомендации по организации оперативного контроля и регулированию качества бетонной смеси на заводах сборного железобетона. М., НИИЖБ Госстроя СССР, 1983, с.26.

Изложены принципы проведения статистического анализа качества сырьевых материалов и бетонных смесей на плотных заполнителях, организации оперативного контроля и регулирования уровня качества. Приведены допустимые колебания свойств сырьевых материалов для того или иного уровня качества бетонной смеси и способы расчета оптимального рабочего состава на реальных материалах в темпе протекания технологического процесса по номограммам и посредством ЭШ по математической модели.

Рекомендации предназначены для ИТР службы контроля и управления качеством продукции заводов сборного железобетона.

Табл.З, ил.4.

® Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт бетона и железобетона, 1983

2,17. После определения номинального состава производят коррек -

тирование составляющих по загрязненности заполнителей.

Перерасход цемента определяется по формулам

а)    при загрязненности щебня

если R_e> 30, Ц_х = Ц . 0,0065 (р - I);    (II)

если    *30,    Ц_х = Ц . 0,0065 (р - 2);    (Па)

б)    при загрязненности песка

Ц₂ = Ц . 0,005 (т , 3).    (12)

Общий расход цемента равен

ц' = Ц + ц_г + ц₂.    (13)

2.18. После внесения поправок на расход цемента проводят проверку на минимум и максимум расхода цемента по условию

220 « Ц' « 600.

Если Ц < 220, то при отсутствии цемента более низкой марки расход его принимается равным 220 кг.

II п - П¹ (100 - с) - щ . с

^см “    100 - d - с

Количество смешанного щебня или песчано-гравийной смеси определяют по формуле

-П_с„.    (18)

Количество влажного песка определяют по формуле

^Псм.в - ^Псм ⁺ °*^{01 П}см * ^W»'

Количество влажного щебня определяют по формуле

* °-⁰¹ Ч» • «ч ■    ⁽²⁰>

Рабочий расход воды с учетом влажности заполнителей определяют по формуле

^враб ^{= В} - °*^{01 П}см • ^W" - °.⁰¹ Чем* V O.OHi^V.m)

2.22. Расход материалов на замес определяют путем умножения рабочего состава из формул (13), (19), (20) и (21) на объем одного замеса.

3. РЕГУЛИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА (СОСТАВА) БЕТОННОЙ СМЕСИ ПОСРЕДСТВОМ ЭВМ

3.1. Для регулирования качества бетонной смеси посредством ЭВМ в вычислительный центр направляют исходные данные по мере их поступления (получения результатов испытаний).

Исходные данные заносят в бланк следующего вида:

Данные расчета состава бетона

Дата:

Склад цемента №

Склад песка №

Склад щебня №

Марка бетона (требуемая прочность R ^г)

Подвижность бетонной смеси 0К Жесткость бетонной смеси Ж Активность цемента R_ц Нормальная густота НГ Прочность щебня Р_ц Плотность щебня р_ч Насыпная плотность щебня 12

Модуль крупности песка М_кр

Плотность песка р_п    г/см³

Насыпная плотность песка Ц_п    г/см³

Количество песка в щебне с    %

Количество щебня в песке й    %

Загрязненность песка m    %

Загрязненность щебня р    %

Стандарт зерен крупностью более 5 мм в щебне к    %

Стандарт зерен крупностью более 5 мм в песке f    %

Влажность щебня Ww,    %

Влажность песка W_{n    4}    %

Условное водопоглощение щебня    %

Объем замеса N    м^э

В бланк задания на расчет состава бетона против параметра "марка бетона" ставят значение Р^т - требуемой прочности бетона в партии, определенное по ГОСТ I8I05.0-80.

3.2.    Расчет состава бетонной смеси проводится на ЭВМ по специальной программе. В основу программы положена математическая модель управления составом бетонной смеси, основные закономерности которой даны в пп. 2.12 - 2.22 настоящих Рекомендаций.

3.3.    Цементно-водное отношение определяют для ОК < 4 см по формуле (22), для ОК =« 4-8 см - по формуле (22 а), для ОК = 9-12 см -по формуле (22 б), для ОК > 12 см - по формуле (22 в).

Ц/В =» (80+18+32,7311^+1,05К_ц+145, ИГ_Д-А)( 48, 45+Б);

Ц/В - (R₆+33.25M_Kp+1,24К_ц+148,21Г_И-А>(:37+Б);

Ц/В - (Rg-18+33.7711^+1,44R₄+I51,4 1Г_щ-А){25,75+Б);

Ц/В = (В_б-Э5+Э4,2911_1ф+1,63В_Ц+154,51Г_]Ц-А)(14,3+Б).

В формулах (22) - (22 в):

А = 0,45 M_Kp.R₄+I7,7 М_кр.1Г_ц+1,19 V Г_щ ;

Б = 18,51 Иир+1,58 R _ц +68,26 V* .

3.4.    Водопотребность подвижной бетонной смеси определяют п о формуле

В « 395,3+1,86 0К-69,47В/Ц-84,13М_1ф-13,41НГ+2,403о<_и-0,193 0К²+

+51,14(В/Ц)²+7,07М²р+0, гбШ^-О.ОЮ d ²+2,239 ОК-В/Ц--0,052 OK-Mjjp+0,089 ОК-НГ+0,035 0К-^_Д+2,6В/Ц-11^-1,728/4-ЙГ--0,438 В/Ц*_д+ 0,99 М^НГ + 0,063    +    0,019 НГ-<*_Д.    (23)

13

Водопотребность жесткой бетонной смеси определяют по формуле 3 = Т098 + 0,956 Ж - 132,2 Ц/В - 15,01 M_Rp - 57,8 НГ - 6,516^+

+ 0,0188 Ж² + 16,79 (Ц/В)² - 5,09 М² + 0,989 НГ² + 0,081    -

кр

-    0,327 К.Ц/В - 0,158 Ж.М_кр - 0,0361 Ж.НГ - 0,0097 ЖЧ,+

+ 3,035 Ц/В.М_кр + 2,083 Ц/В.НГ + 0,387 Ц/В.=^ ч 1,916 .НГ -

-    0,2916 М^.о^ + 0,042 НГ. с* _щ .    (24)

3.5.    Для предотвращения расслаиваемости бетонной смеси на цементах с НГ ⁴ 33 % при Ц/В * 1,67, а также с НГ > 33 % при Ц/В>1,42 объем щебня определяется по формуле

г_и+ 0,01 V₄(x*f) = — {юоо - в. [ц/В ( — + 2,214 - 0.206НГ +

+1,055    -    0,028    НГ.М_кр)    +    f    „    -    1,792    +

+ 0,296 НГ + 0,556 М ]1    (25)

кр J J *

3.6.    Алгоритм программы расчета состава бетонной смеси на ЭВМ представлен на рис.4. В выходном документе печатаются:

входные данные;

перерасход цемента при использовании цемента с НГ > 28 %;

перерасход цемента вследствие загрязненности заполнителей;

перерасход цемента при использовании смешанных заполнителей;

номинальный состав бетонной смеси на сухих несмешанных заполнителях;

рабочий состав бетона на I м³;

рабочая дозировка на замес.

Выходной документ с ЭВМ является отчетным материалом и направ -лявтся в лабораторию.

Рабочая дозировка на замес направляется оператору бетоносмеси -тельного отделения.

3.7.    Корректированию состава бетона на производстве предшеству

ет адаптация модели, которая заключается в проверке пригодности уравнений (22) - (22 в), (23), (24) и в случае необходимости - в корректировании свободного члена уравнения. Для этого в лабораторных условиях приготавливают подряд Ю замесов бетонной смеси и определяют их выходные параметры. По всем 10 замесам вычисляют сред -неарифметическое значение у    /см .формулу (1)7 и среднеквадратичес -

кое отклонение 5 /см.формулу (2)/.

14

По оперативным значениям факторов качества сырьевых материалов вычисляют теоретическое значение параметра у . Если разница меящу теоретическим и средним экспериментальным значениями величины д&₀~ у-у будет больше 0,753 5 , то свободный член уравнения увеличивается на дЬ₀ , если величина положительная, и уменьшается, если она отрицательная.

16

Приложение I

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСЛОВНОГО ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ КРУПНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ

Для определения условного водопоглощения крупного заполнителя берут 2 кг высушенного до постоянной массы материала. Навеску погружают в воду на сите таким образом, чтобы слой воды был не менее чем на 20 мм выше слоя заполнителя. Через 30 мин сито извлекают из воды и в течение 2-3 мин дают стечь жидкости. Оставшуюся на поверхности зерен воду удаляют тканью, и заполнитель снова взвешивают. Условное водопоглощение крупного заполнителя вычисляют с точностью д о 0,1 % по формуле

£—2 . 100, % ,

где Р - масса насыщенной водой пробы, кг.

17

МЕТОДИКА УСКОРЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ЦЕМЕНТА

Для управления прочностью бетона необходимы данные по активности цемента. Методика ГОСТ 310.4-81 не дает возможности оперативного определения активности цемента, тогда как эти данные требуются к моменту его использования в производстве.

Активность цемента достаточно знать с точностью до +2,5 МПа. Оперативное определение активности цемента с требуемой точностью может быть произведено по методике ускоренного испытания, обеспечивающей заданную точность.

Ниже приведена методика ускоренного определения активности цемента в бетоне.

1.    Испытания проводят на сухих заполнителях, используются мытые кварцевый песок и гранитный щебень.

2.    Готовят около б л бетонной смеси с В/Ц = 0,4 следующего состава, кг:

При НГ * 32 % ИГ ^ 32%

Сосуд для приготовления бетонной смеси и механизмы для перемешивания должны быть предварительно протерты влажной тканью. Приготов -леыие смеси проводят в такой последовательности: сначала перемешивают щебень с песком, затем добавляют цемент и воду. Продолжительность перемешивания после добавления воды не менее 2 мин.

3.    Из приготовленной бетонной смеси в течение 15 мин формуются образцы размером 10x10x10 см в спаренных формах, соответствующих требованиям ГОСТ 22685-77. Три формы заполняют бетонной смесью, устанавливают и закрепляют на лабораторной виброплощадке и уплотняют в течение 50-60 с при амплитуде виброплощадки а , равной 0,35 м м, или 40-50 с при а * 0,5 мм.

4.    Через 2 ч после затворения водой две формы с бетоном закрывают металлической пластиной 5^2 мм, помещают в пропарочную камеру

и пропаривают по режиму: подъем температуры -2ч, иэотермия -8ч (при температуре 85 °С), охлаждение - 0 ч. По окончании изотермии образцы извлекают из камеры и оставляют на 3 ч при комнатной темпе -ратуре, после чего распалублипают.

5. Испытание образцов проводят через 4 ч после извлечения образцов из камеры пропаривания. За прочность образцов принимается предельная нагрузка, которую задерживает до разрушения каждый квадратный сантиметр площади образца; она определяется как среднеарифмети -ческое значение результатов испытания двух образцов-кубов:

^Р1 * ^Р2 R = -J-£ ,

¹ 200

где - прочность пропаренного бетона, МП а;    ^{и Р}2 “ предельные

нагрузки, которые ввдержал соответственно первый и второй образец, Н.

6. Активность цемента определяется в соответствии с табл.2 п о результатам прочности испытанных образцов.

Приложение 3

ПРИМЕРЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧНОСТИ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ И КОРРЕКТИРОВАНИЯ СОСТАВА БЕТОНА

I. Работа начинается с проведения статистического анализа изменчивости качества сырьевых материалов и бетонной смеси, по результатам которого устанавливается периодичность проведения оперативного контроля и выбирается возможный уровень качества бетонной смеси.

Результаты внутрисменной изменчивости сырья на Гатчинском СДСК приведены в табл.З.

Таблица 3

2„ Устанавливается периодичность оперативного контроля факторов для поддержания параметров качества бетонной смеси (см.таблД). Изменчивости факторов качества цемента не превышает минимальных допусков. Для поддержания влажности заполнителей в пределах 0,2 % нет

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящие Рекомендации разработаны к ГОСТ I8I05.0-80 - I8I05.I-80 и распространяются на проведение оперативного контроля технологических величин, влияющих на выходные параметры качества бетонной смеси, а также корректирование по полученным результатам рабочей дозировки составляющих бетонной смеси на плотных заполнителях.

Рекомендации направлены на обеспечение и поддержание определен -ного уровня качества бетонной смеси в процессе ее приготовления.

Рекомендации разработаны в лаборатории совешенствования заводской технологии железобетона НИИЖБ Госстроя СССР (жанд.техн.наук М.В.Мдадова, ийж. 0.В.Седова).

Замечания и предложения по содержанию Рекомендаций просим направлять в НИИЖБ по адресу: 109389, Москва, 2-я Институтская ул^д.б.

Дирекция НИИЖБ

3

аппаратуры, поэтому качество бетонной смеси не может быть выше 3-4-го уровней.

Проверим возможность поддержания модуля крупности песка и пусто-тности щебня.

Для поддержания колебания модуля крупности песка в пределах 0,05 величина должна быть измерена

п = 0,19²/0,05²» 15 раз,

что требует специального автоматического датчика контроля.

Для поддержания колебания М_Кр в пределах 0,1 величина должна быть измерена

п = 0,19^/0,1^ » 4 раза.

Допустимое колебание пустотности щебня можно поддерживать в пределах I % при измерении величины

п = I,4^/1,0 ~ 2 раза.

Следовательно, при организации оперативного контроля и корректировании рабочего состава бетонной смеси коэффициент вариации прочности бетона можно поддерживать на уровне II %, а подвижности бетонной смеси - 35 %.

3. Пример корректирования состава бетонной смеси по номограммам Данные для расчета состава бетона

Дата: II.4.1980 Склад цемента № 2 Склад песка № 3 Склад щебня № 5

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

IЛ. Контролируемыми параметрами качества бетонной смеси являются удобоукладываемость и проектируемая прочность. Колебание их значений, вызываемое колебанием влияющих на них факторов, можно поддерживать в желаемых пределах путем корректирования состава бетона п о известным значениям факторов.

Определенный уровень качества* бетонной смеси достигается путем обеспечения и поддержания значений влияющих на него факторов в пределах допусков, т.е. управления качеством* (составом).

Т.2. Для регулирования качества (состава) бетонной смеси необходимо определять следующие значения величин с такой периодичностью: для цемента

активность R_ч , МПа - в каждой партии; нормальная густота НГ, % - I раз в смену; плотность , г/см³ - в каждой партии; для песка

плотность р_п , г/см³ - в каждой партии; насыпная плотность , г/см³ - I раз в смену; содержание зерен крупностью более 5 мм d , % - I раз в смену; стандарт (среднеквадратическое отклонение) зерен крупностью более 5 мм в смену } , % - в каждой партии; модуль крупности М_Нр - оперативно; загрязненность (отмучивание) т , % - I раз в смену; естественная влажность w_n , % - оперативно; для щебня

плотность р_щ , г/см³ - в каждой партии; насыпная плотность , г/см³ - оперативно; содержание зерен крупностью менее 5 мм с, % - I раз в смену; стандарт зерен крупностью более 5 мм к, % - в каждой партии; условное водопоглощениз Мщ , % - в каждой партии; загрязненность р , % - в каждой партии; прочность (дробимость) В*, МПа - в каждой партии; естественная влажность W^, % - оперативно; для бетонной снеся

осадка конуса ОК, см - оперативно;

жесткость Ж, с - оперативно;

проектируемая прочность , МПа - оперативно. ^{1 2}

1.3.    Значения величин, названных в п.1.2, находят путем проведения приемочного контроля в момент поступления партии материала на предприятие и оперативного контроля факторов, изменчивость которых внутри смены или внутри партии превышает допустимое отклонение (см. ниже табл Л).

1.4.    Приемочный контроль проводится в соответствии с требования

ми: для крупного заполнителя - ГОСТ 8269-76, для мелкого заполните -ля - ГОСТ 8735-75, для цемента - ГОСТ 3I0.I-8I - 310.4.81. При проведении приемочного контроля устанавливаются значения    величин,

относящиеся ко всей партии материала. При этом должно быть гаранти -ровано, что поступающий в работу материал не смешан по партиям. В противном случае испытание необходимо повторить на контрольной пробе, отбираемой в момент заполнения расходного бункера над дозатором.

1.5.    Под оперативным контролем следует понимать дополнительный контроль отдельных факторов качества сырьевых материалов и бетонной смеси, который проводится в темпе протекания технологического процесса в связи с недостаточной степенью однородности материалов, расходуемых на приготовление партии бетонной смеси.

1.6.    Уровень качества бетонной смеси определяется коэффициентом вариации контролируемых параметров и обеспечивается путем поддержа -ния влияющих факторов в допустимых пределах колебаний. Уровни качества бетонной смеси и соответствующие им допустимые колебания влияющих факторов приведены в табл.1.

Таблица I

1.7.    Фактическое колебание параметров и факторов устанавливается путем проведения внутрисменного статистического анализа.

1.8.    Корректирование состава бетона производится в случае, если разница между полученным при очередном испытании и использованным для расчета состава бетона значением фактора превысит допустимое колебание в соответствии с выбранным уровнем качества контролируемых параметров.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ И КОРРЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА БЕТОНА

2Л. Организация оперативного контроля заключается в проведении статистического анализа и установлении периодичности контрольных испытаний.

Для всех величин, значение которых находится оперативно (см. п.1.2 настоящих Рекомендаций), проводится статистический анализ, в результате которого устанавливают среднеарифметическое значение, среднеквадратическое отклонение и коэффициент вариации внутри партии и внутри смены (от замеса к замесу).

2.2.    С этой целью из расходных бункеров над дозатором отбирают пробы в количестве 5-6 кг и проводят испытания материала по соответствующему ГОСТ (см.п.1.4 настоящих Рекомендаций) в такой последова -тельности:

вся проба материала взвешивается;

проба высушивается и взвешивается;

проводится рассев материала;

определяется содержание пылевидных частиц отмучиванием.

2.3.    При внутрисменном анализе материалов пробы отбираются о т каждого замеса, но не менее 10 раз в смену; при внутрипартионном анализе - в течение 5 смен от одной партии.

2.4.    Результаты испытания должны быть занесены в журнал, в котором указываются: дата, смена, наименование материала, расход материалов на замес (или на I м¹³), удобоукладываемость бетонной смеси, отпускная и марочная прочности партии бетона, от которой была отоб -рана проба.

2.5.    Выходные параметры бетонной смеси определяют по ГОСТ 10180-78 и ГОСТ I0I8I.0-8I - I0I8I.4-8I.

2.6.    Среднеарифметическое значение величины х (у) определяют по формуле ³

(I)

где X; - единичный результат измерения; п - число измерений.

2.7. Среднеквадратическое отклонение S определяют по формуле

(2)

2.8. Коэффициент вариации V определяют по формуле

■ ию У. .

2.9. Число определений оперативно контролируемой величины в смену п находят из отношения квадрата внутрисменного среднеквадратического отклонения (дисперсии) величины *У^а _# установленного статисти -ческим анализом , к квадрату допустимого колебания фактора Sg , установленного по табл Л в соответствии с требуемым уровнем качества бетонной смеси в партии,    _г

2.10.    Выбор допустимого колебания факторов производится в соот -ветствии с техническими возможностями осуществления требуемой периодичности оперативного контроля п . При числе испытаний более 4 в смену значение величины должно определяться специальным автоматическим контрольным датчиком, при меньшем числе испытаний может быть использован экспресс-метод.

2.11.    По результатам оперативного контроля проводится корректи -рование состава, т.е. определяется оптимальная рабочая дозировка составляющих. Согласно пп. 2.12 - 2.16 рассчитывают номинальный, а пп. 2Л7 - 2.22 - рабочий состав бетонной смеси.

2.12.    По номограмме, приведенной на рис Л, определяют Ц/В (В/Ц)

при условии, что    для < 30 и    для

* 30, а * R⁴ по ГОСТ I8IG5.0-80.

2.13.    По номограммам на рис.2 и 3 определяют водопотребность бетонной смеси. При использовании добавок или щебня (гравия) крупностью более 20 мм в номограмму должны быть внесены соответствующие поправки, значения которых находят в соответствии с п.3.7 настоящих Рекомендаций.

Рис.З. Номограмма определения расхода воды на I м³ жесткой бетонной смеси

2.14.    Расход щебня (гравия) на I м³ подвижной бетонной смеси определяют по формуле

Г_щ +0,01 ТГщ (K*j)= I/(O_fOII.OK+I,I2),    (5)

где Ущ - расход щебня, м³.

Для жестких бетонных смесей расход щебня определяют по формуле

V_v + 0,01 V₄ (к+j) = 1/(1,125 - 0,0011).    (б)

2.15.    Если приведенные в п.2.12 условия по прочности щебня не выполняются, расход щебня не может быть более

У_т * 0,008 (100 ~ К - j ) .    (7)

1

* См. ГОСТ 15467-70.

2

3

4