Стандартизация строительных материалов кратко
Обновлено: 05.07.2024
Стандарт — нормативно-технический документ, устанавливающий определенный комплекс норм, правил и требований к объекту стандартизации и утвержденный компетентным органом.
Стандарт может быть разработан как на материальные предметы (продукцию, эталоны, образцы веществ), так и на методы испытаний, правила приемки, технические требования различного характера.
В нашей стране действует во всех отраслях народного хозяйства Государственная система стандартизации (ГСС). В зависимости от сферы действия и условий утверждения стандарты подразделяют на следующие категории: государственные (ГОСТ); отраслевые (ОСТ); республиканские (РСТ) и стандарты предприятий (СТП).
Существуют стандарты на нормы и правила проектирования — единая система конструкторской документации, а также система стандартов в области управления и организации производства — единая система технологической документации (ЕСТД).
Наряду со стандартами в нашей стране действуют технические условия (ТУ), устанавливающие комплекс требований к конкретным типам, маркам, артикулам продукции.
ГОСТЫ и ТУ — документы, которые устанавливают, что данный материал или изделие одобрены для производства и применения при определенном его качестве.
Основные положения строительного проектирования, производства строительных работ и требования к строительным материалам и изделиям регламентируют Строительные нормы и правила (СНиП).
Соответствие поступающих на стройку материалов и изделий предъявляемым стандартом требованиям проверяют путем испытаний их в строительной лаборатории.
Основу стандартизации размеров в проектировании, изготовлении строительных изделий и при возведении зданий и сооружений составляет Модульная координация размеров в строительстве (МКРС) — совокупность правил установления размеров элементов зданий и сооружений, строительных изделий и оборудования на базе основного модуля, равного 100 мм (1М).
Умножением основного модуля на целые коэффициенты образуются укрупненные модули (2М, ЗМ, 6М, 12М, 15М, ЗОМ, 60М), на коэффициенты менее единицы —дробные модули.
Модулирование позволяет установить размеры изделий, обеспечивающие их увязку в конструкции и взаимозаменяемость.
Взаимозаменяемость строительных изделий одинакового функционального назначения достигается их унификацией, т. е. сокращением числа типов, видов, размеров или марок изделий.
Основные требования к качеству материалов, изделий и готовых конструкций массового применения устанавливаются Государственными стандартами РФ (ГОСТ), отраслевыми стандартами (ОСТ), техническими условиями (ТУ).
В ГОСТах и ТУ содержатся краткое описание материалов и способы его изготовления, указаны марки материалов и требования к их качеству, форма и размеры и допускаемые отклонения от них, а также правила транспортирования, приемки и хранения, обеспечивающие сохранность материала, а также методы испытаний. ГОСТы и ТУ документы, устанавливающие, что данный материал или изделие одобрены для производства и применения при определенном его качестве.
Основные положения строительного проектирования и производства строительных работ регламентируются Строительными нормами и правилами (СНиП).
В стандартах и СНиПах требования к свойствам материалов выражены в виде марок на эти материалы. Марка вычисляется как среднее арифметическое результатов испытаний трех или более образцов материала (в ряде случаев метод расчета оговаривается в ГОСТе на материал). В последнее время для характеристики основных качественных показателей материалов, например бетона, используют понятие класс. Класс — численная характеристика какого-либо свойства материала, принимаемая с гарантированной обеспеченностью, т.е. с учетом разброса значений этого свойства (подробнее см. п. 12.5).
Марка строительных материалов — условный показатель, устанавливаемый по главнейшим эксплуатационным характеристикам или комплексу главнейших свойств материала. Так, существуют марки по прочности, плотности, морозостойкости, огнеупорности.
Один и тот же материал может иметь несколько марок по различным свойствам. Так, кирпич маркируют по прочности и морозостойкости, но основной из них считается марка по прочности — главнейшему эксплуатационному показателю. По прочности для всех природных и искусственных каменных материалов СНиПом установлены следующие марки: 4; 7; 10; 15; 25; 35; 50; 75; 100; 125; 150; 200; 300 и т- Д. до 3000. Цифра показывает минимально допустимый предел прочности материала, выраженный в кгс/см (например, кирпич марки ЮО должен иметь прочность 100…125 кгс/см2 или 10…12,5 МПа).
Теплоизоляционные материалы делят на марки по плотности. Это объясняется тем, что теплопроводность находится в прямой зависимости от плотности, но контролировать последнюю значительно проще (см. п. 2.4). Например, изделия из минеральной ваты выпускают марок 75; 100; 150ит.д. (в этом случае размерность марки кг/м3).
Во все времена зодчие учитывали свойства материалов при создании архитектурных форм. Вплоть до XX века использовались в основном материалы, выдерживающие большие нагрузки при сжатии, но значительно меньшие при изгибе и растяжении. Таким материалом был, например, камень, свойства которого позволяли перекрывать лишь небольшие пространства. Монументальность, величие (древние гробницы, храмы). Впоследствии архитектурные формы из природного камня стали достаточно легкими, а строительство, преодолевавшее свойства камня, стало чрезвычайно сложным и длительным (период готики).
В XX в. в строительство были широко внедрены материалы с высокими показателями при изгибе и растяжении. Под влиянием новых строительных материалов существенные изменения претерпели и продолжают претерпевать традиционные архитектурно-конструктивные формы: балка, стена, колонна, арка, свод, купол, и др. Новые свойства и качества материалов являются одной из причин зарождения новых форм и конструкционных систем. Так, возможность жесткого соединения отдельных элементов ж/б и стальных конструкций в единое целое привела к появлению рам, панелей, пространственных систем, объемных блоков, а новые возможности армированных пластмасс и пленок – к бесконечному разнообразию статически неопределимых оболочек.
Восприятие архитектурной среды связано, прежде всего, с восприятием архитектурной формы, огромное значение при этом имеют виды материалов и их характеристики. Эмоциональное воздействие архитектурной формы связано с фактурой, цветом, характером рисунка лицевой поверхности.
Впечатление тяжести или легкости, пластичности, плотности архитектурной формы связано с характером лицевой поверхности материала. Заметную роль в восприятии играют сложившиеся представления человека о таких эксплуатационно-технических свойствах, как прочность, долговечность. Например, архитектурная форма Останкинской телебашни кажется достаточно прочной благодаря информации об использованном материале - монолитном железобетоне.
Особенно важны эстетические характеристики материалов во внутренней отделке зданий. Выбор цвета, фактуры, рисунка поверхности отделочного материала должен быть связан с функциональными размерами помещения, его размерами и композицией.
Билет №2.
Стандартизация строительных материалов (определение, методы стандартизации).
Стандартизацией называется процесс установления и применения стандартов – комплекса нормативно-технических требований, норм и правил на продукцию массового применения, утвержденных в качестве обязательных для предприятий и организаций-изготовителей и потребителей указанной продукции.
Методы стандартизации: унификация и типизация материалов.
Унификация – это приведение различных видов материалов к технически и экономически рациональному минимуму типоразмеров, марок, форм, свойств и т.п. При этом, как правило, объединяются технические требования к нескольким материалам одинакового функционального назначения таким образом, чтобы была возможна замена одного материала другим без ухудшения качества строительного объекта. Унификация типоразмеров ряда отделочных материалов для облицовки позволяет производить замену одного материала другим без изменения проектной документации.
Типизация –разработка типовых материалов или конструкций на основе общих технических характеристик. Требования типизации определяют выпуск материалов, размеры которых связываются с модулем – условной единицей измерения. Модуль применяется для координации размеров не только материалов, но и частей зданий. Единая модульная система в России создана на базе основного модуля 100 мм. Установлен ряд произвольных укрупненных (3М, 6М, 12М, 15М, 30М, 60М) и дробных (1/2М, 1/5М, 1/10М, 1/20М, 1/50М, 1/100М) модулей. Укрупненные и дробные модули 1/2М, 1/5М определяют, в основном, размеры элементов и материалов для несущих и ограждающих конструкций, а более мелкие дробные модули – толщину плитных и листовых материалов. Причем следует иметь в виду, что конструктивные размеры изделий должны приниматься с учетом величин швов и зазоров при их установке, а также различие видов примыкания и опирания, определяющих отклонения в ту или иную сторону. Обычный строительный кирпич является одним из основных стеновых материалов. Его размер 250х120х65 мм с учетом швов толщиной 10мм получается номинальный размер в 260х120х75 мм.
Типизация и унификация при массовом индустриальном строительстве регламентируют строительные параметры зданий, в т.ч. числе высотные. При согласовании архитектурной формы с размерами типовых строительных материалов и инженерного оборудования используется пространственный модуль с ячейкой (60, 30, 15, 12, 6, 3, 1).
Унификация и типизация позволяют архитектору создавать разнообразные и оригинальные проекты отдельных зданий и целых ансамблей в условиях массового индустриального строительства.
Основные требования к качеству материалов и изделий массового применения устанавливаются Государственными стандартами (ГОСТ), отраслевыми стандартами (ОСТ), стандартами предприятий (СТП), техническими условиями (ТУ). В этих нормативных документах могут содержаться термины и определения, краткое описание материалов и способы их изготовления, требования к качеству, правила транспортирования, приемки и хранения, а также методы испытаний.
Наряду с национальными в российской системе стандартизации находят применение стандарты ИСО - Международной организации по стандартизации.
Указания о применении строительных материалов и требования к их свойствам приведены также в строительных нормах и правилах (СНиП), где регламентируются основные положения строительного проектирования и производства.
Нормативные требования к ведущим свойствам материалов, определяющим их применение, выражены в виде марок или классов. Марка вычисляется обычно как среднее арифметическое результатов испытаний определенного числа образцов, класс является численной характеристикой определенного свойства материала, принимаемой с гарантированной обеспеченностью, т.е. с учетом его возможного разброса, измеряемого статистическими показателями.
Методической основой стандартизации размеров при проектировании и изготовлении строительных изделий является Модульная координация размеров в строительстве (МКРС), позволяющая унифицировать число типоразмеров и обеспечить взаимозаменяемость изделий из разных материалов. Основной модуль (M) принимают равным 100 мм. Размеры объемно-планированных парам зданий и сооружений (ширину пролетов, шаг колоны, рам) и крупных строительных изделий (стеновых панелей, блоков, плит) назначают кратными укрупненным модулям (2 м, 3 м, 6 м, 12 м, 30 м, 60 м). Для назначения относительно малых размеров конструктивных элементов и деталей наряду с основным используют дробные модули, мм: 1 (1/100 м), 2 (1/50 м), 5 (1/20 м), 10 (1/10 м), 20 (1/5 м), 50 (1/2 м).
Качество материалов характеризует степень их соответствия требованиям потребителя. Используются разнообразные методы определения показателей качества: инструментальный - измерение свойств приборами; органолептический - оценка свойств анализом ощущений человека, сравнением исследуемых материалов с эталоном; экспертный, основанный на оценках опытных специалистов - экспертов; социологический, основанный на анализе оценок потребителей продукции; расчетный - расчет показателей качества в зависимости от парам его состава и структуры с учетом особенностей технологического процесса.
Наиболее широко применяются инструментальные методы оценки качества материалов, имеющие сложившуюся научную базу. Инструментальные методы базируются на метрологии - науке об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Результаты всех измерений содержат погрешности, вызванные несовершенством приборов и методов, непостоянством условий наблюдений, недостаточным опытом наблюдателя или особенностями его органов чувств. Систематические погрешности в процессе последовательных измерений остаются постоянными (рис. 1.1) или изменяются по определенному закону. Например, при определении марки цемента систематическую ошибку вносит использование пластинок с шероховатой поверхностью. Такую ошибку можно устранить путем подшлифовки и дополнительной закалки пластинок. Систематические погрешности в случае невозможности их устранения могут быть изучены и учтены в виде поправок. В отличие от систематических случайные погрешности при повторных измерениях одной и той же величины принимают различные значения. Их нельзя исключить из результатов измерений, их изучают и учитывают, обрабатывая результаты повторных опытов с использованием математической статистики и теории вероятности.
Погрешности, значительно превышающие объективно допустимые (промахи), возникают по ряду причин и оцениваются с помощью статистических критериев.
Значения измеряемых величин в зависимости от способа получения делят на четыре вида: прямые, косвенные, совместные и совокупные.
Прямые измерения заключаются в экспериментальном сравнении измеряемой величины с ее мерой или в отсчете показаний прибора, дающего значение измеряемой величины.
Косвенные измерения получают на основе прямых, связанных с измеряемой величиной известными зависимостями (плотность -масса единицы объема, предел прочности - отношение разрушающего усилия к площади поперечного сечения образца и т.д.).
Совместными называют одновременно производимые измерения двух или нескольких неодноименных величин для нахождения зависимости между ними. При этом значения измеряемых величин находят по данным повторных прямых или косвенных измерений. Так, для определения модуля упругости бетона измеряют напряжения в бетоне при различных значениях относительной деформации (в). При напряжении, например, равном 0,2 предела прочности R начальный модуль упругости вычисляют по формуле:
При определении температурного расширения также надо выполнить совместные измерения температуры t и рассчитать соответствующие значения относительного удлинения εt. Для расчета εt необходимо с помощью системы уравнений рассчитать коэффициенты в формуле:
В отличие от совместных совокупные измерения проводятся для нескольких одноименных величин.
Для промышленной продукции методы и средства измерений всех основных свойств, характеризующих качество изделий, стандартизуются. Применительно к строительным материалам стандартизованы методы и средства измерений парам состояния и характеристики структуры, физических, механических и химических свойств.
Уровень качества продукции оценивается системой показателей назначения, надежности и долговечности, технологичности, эргономики, стандартизации и унификации, экономичности и др.
Показатели назначения характеризуют полезный эффект от использования материалов по назначению и область их применения. К ним относятся преимущественно технические свойства материалов, показатели их состава и структуры, транспортабельность и т.д.
Показатели надежности характеризуют стабильность свойств материалов в заданных границах, обеспечивающих их нормальную эксплуатацию (работоспособность).
Состояние, при котором материал полностью или частично утрачивает работоспособность, называют отказом. Под безотказностью понимают способность материалов сохранять работоспособность при определенных условиях в течение определенного времени без ремонта. Способность материалов сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами на ремонт характеризуется долговечностью. Долговечность измеряют сроком службы материалов. На практике часто понятия надежности и долговечности отождествляют.
Показатели технологичности характеризуют способность материалов перерабатываться в изделия и конструкции. К таким показателям принадлежат формуемость, свариваемость и др.
Эргономические показатели качества объединяют гигиеничность, антропометрические, психологические и ряд других показателей в системе “человек-среда-изделие”.
Технико-экономические показатели характеризуют затраты на разработку, изготовление и эксплуатацию материалов. К ним относятся также материалоемкость продукции, которая определяется отношением количества или стоимости затраченных на ее производство материальных ресурсов к объему, энерго-, трудо-, металлоемкость и др.
Классификация показателей качества условна: один и тот же показатель может принадлежать к разным группам и подгруппам. По совокупности показателей определяют сорта, классы, группы, марки и другие качественные градации материалов.
При оценке уровня качества материалов используют дифференцированный, комплексный и смешанный методы. При дифференцированном методе показатели качества материалов сравнивают с базовыми показателями, приведенными в стандартах. Например, если при требуемой (базовой) средней прочности бетона 20 МПа удалось обеспечить (без перерасхода ресурсов) прочность 25 МПа, то уровень качества бетона по прочности 25/20=1,25. Аналогично рассчитывают и относительные показатели качества по другим нормированным свойствам.
Если уровень качества необходимо охарактеризовать одним обобщенным показателем, применяют комплексный метод. В этом случае используют интегральные показатели качества, например, полезный эффект (Э) на 1 руб. затрат:
где ПΣ — суммарный полезный эффект, руб.; Зп — затраты на получение материала, руб.; Зи — затраты на использование материала, руб.
Если можно установить коэффициент значимости mi для каждого отдельного показателя qi в системе показателей, то комплексную оценку можно выполнить методом определения средневзвешенного интегрального показателя Q:
где qi = Pi/Pi.б — относительный показатель качества по i-му признаку; Pi — показатель качества для данного материала; Pi.б — базовый (эталонный) показатель качества.
Читайте также: