Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Статистический контроль качества портландцемента и бетона. Практикум

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
07.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
☆
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Донбасская национальная академия строительства и архитектуры»
Кафедра технологий строительных конструкций, изделий и материалов
В.Г. Вешневская, Д.Г. Малинин
ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА И БЕТОНА: ПРАКТИКУМ»
Макеевка – 2020 г.
2
УДК 691.542.001.42(076) ББК 38.626.1в6 В 40
Рекомендовано к изданию советом строительного факультета Государ
ственного образовательного учреждения высшего профессионального
образования «Донбасская национальная академия строительства и архи
тектуры» 24 декабря 2019 г., протокол №5
Рецензенты:
А.М. Югов доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии и организации строительства Донбасской национальной академии строительства и архитектуры
В.И. Братчун доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой автомобильные дороги и аэродромы Донбасской национальной академии строительства и архитектуры
В40 «Статистический контроль качества портландцемента и бетона: Практикум» / В.Г. Вешневская, Д.Г. Малинин – Макеевка: ДонНАСА, 2020.
– 74 с.
Составлен в соответствии с государственными стандартами. Рассмотрены во просы проведению дисперсионного анализа результатов лабораторных иссле дований, оценке однородности прочности бетона при помощи статистиче ских методов и оптимизации составов бетонной смеси при помощи полного факторного эксперимента.
УДК 691.542.001.42(076) ББК 38.626.1В6 © Коллектив авторов,2020 © ГОУ ВПО «ДонНАСА», 2020
3
СОДЕРЖАНИЕ
Практическое занятие 1. Построение блок-схем по результатам
исследований ....................................................................................................... 6
Практическое занятие 2. Двухфакторный дисперсионный анализ. ............. 17
Практическое занятие 3. Базовая обработка эмпирических данных. .......... 23
Практическое занятие 4. Статистический контроль и оценка прочности
бетонов. .............................................................................................................. 32
Практическое занятие 5. Составление многофакторных уравнений по
определению качества бетона. ......................................................................... 44
Рекомендуемый список литературы ............................................................... 58
Нормативная документация ............................................................................. 59
Приложение 1 Таблица значений функции Лапласа ..................................... 64
Приложение 2 Доверительные границы для критерия Стьюдента .............. 66
Приложение 3 Критические точки распределения Фишера-Снедекора ..... 67
Приложение 4 Критические точки распределения Кохрена ........................ 68
Приложение 5 Значения критерия Фишера .................................................... 70
Приложение 6 Примеры заданий к практическим занятиям ........................ 72
4
Введение
Для получения бетонов высокого качества и экономичности необходимо проводить постоянный контроль за их производством и на его основе управлять технологическими процессами, внося в них необходимые изменения и коррективы, учитывающие колебания свойств исходных материалов и условий производства и гарантирующие получение заданных свойств бетона при минимальных материальных, энергетических и трудовых затратах.
Контроль организуется на всех стадиях производства бетона и изделий из него и включает контроль свойств исходных материалов, приготовление бетонной смеси и ее уплотнение, структурообразование и твердение бетона и свойств готового материала или изделия.
Для контроля используют различные способы и приборы. По полученным результатам вносят коррективы в состав бетона, в параметры и режимы технологических операций на основе закономерностей, учитывающих влияние на свойства готового бетона различных технологических факторов. Для большей точности и надежности управления качеством бетона используют зависимости, полученные для условий конкретного производства.
Эти зависимости должны постоянно корректироваться по результатам статистического контроля свойств бетона.
Данные практические работы выполняются на основе проведенных исследований свойств цемента и бетона студентами по темам своих магистерских диссертаций, и с использованием статистических методов производятся расчеты и делаются выводы.
В технологии сборного железобетона можно использовать различные математические методы, которые условно можно разделить на три группы: группа А — вероятностно-статистические методы, включающие использование общей теории вероятности, описательной статистики, выборочного метода и проверку статистических гипотез, дисперсного и
5
регрессионного анализа, математической теории экспериментов и др.; группа Б — методы исследования операций, включающие линейное, нелинейное и динамическое программирование: теорию игр, теорию массового обслуживания, теорию графов и сетей и т. д.; группа В— методы математического анализа, включающие дифференциальное, интегральное и векторное исчисление, дифференциальные уравнения, в том числе уравнения математической физики, используемые для составления и расчета математических моделей на основе определенных предпосылок о физико­химии исследуемых процессов.
6
Практическая работа 1
ПОСТРОЕНИЕ БЛОК-СХЕМ ПО РЕЗУЛЬТАТАМИССЛЕДОВАНИЙ
Цель работы: Построить модель исследований магистерской работы.
Основные понятия и определения
Модель – особая форма абстрагирования, т. е. отвлечения тех или иных элементов и связей от множества реально существующих в системе. Вне зависимости от привлекаемых к решению задачи методов анализа (физики, химии, кибернетики и т. д.) возникает необходимость построения некоторых абстракций.
В зависимости от того, какие стороны объекта представлены в модели, различают модели: I) субстанционные; 2) структурные; 3) функциональные.
Материал субстанционных моделей (вещество, субстанция) по некоторым свойствам совпадает с материалом оригинала. Например, контрольный образец — куб бетона, изготовленный параллельно с конструкцией,— является субстанционной моделью ее материала, так как бетон в образце по своим основным свойствам совпадает с бетоном конструкции.
Под структурной моделью понимают модель, имитирующую внутреннюю структуру оригинала (способ организации элементов объекта). При этом может моделироваться как структура процесса, например технологическая система производства бетона, так и статистическая структура, например способы укладки зерен заполнителя различных фракций в массе бетона.
Функциональные модели имитируют способ поведения (функцию) оригинала. Функциональный подход характеризуется как бы двойной абстракцией – абстрагированием сначала от вещественного субстрата системы с вычислением ее внутренней структуры и последующим абстрагированием от последней с выделением функциональных связей системы со средой.
7
Ход работы
С помощью математических методов можно исследовать и анализировать определенные сложные системы, включающие много элементов и связей, и на основе подобного анализа находить решения, наилучшим образом удовлетворяющие поставленным целям.
Для успешного применения математических методов и управления технологией бетона и железобетона большое значение имеют правильная оценка технологических факторов и выбор соответствующих критериев. В ряде случаев это требует совершенствования существующих методов определения свойств материалов и параметров технологических процессов, разработки таких методов испытаний н выбора параметров и характеристик материалов, которые отвечают по точности и достоверности применяемым методам математических исследовании н анализу технологических систем.
Системы можно разделить на два класса: детерминированные и стохастические, хотя в практике производства исследуемые системы часто не делятся столь четко.
К детерминированным относят системы, в которых составные части взаимодействуют точно предвидимым образом. При исследовании детерминированной системы не возникает никакой неопределенности. Изменение одного из элементов системы на некоторую величину всегда вызывает изменение другого или других на строго определенную величину.
Для стохастической (вероятностной) системы нельзя сделать точного детального предсказания. Такую систему можно тщательно исследовать и установить с большой степенью вероятности, как она будет себя вести в любых заданных условиях. Однако система все-таки остается неопределенной и любое предсказание относительно ее поведения никогда не может выйти из логических рамок вероятностных категорий, с помощью которых это поведение описывается. В стохастических системах изменение одного из элементов не всегда вызывает изменение другого (связанного с ним), а только в некоторых случаях.
8
В технологии бетона и железобетона стохастические системы имеют большое распространение. Например, распределение составляющих и элементов структуры подчиняется вероятностно-статистическим закономерностям, роль случайного эффекта возрастает при увеличении объемов (при переходе от лабораторных образцов к изделиям), а также при переходе от единичной к массовой продукции.
Составление блок-схемы на примере решения технологических
задач при производстве неавтоклавного пенобетона
Порядок составления блок-схемы показан на примере диссертационных исследований по теме «Неавтоклавные пенобетоны повышенной трещиностойкости».
В начале проведения исследований определяется их актуальность, ставятся цель и задачи.
Актуальность исследований – отражает степень важности проводимых исследований на момент написания и защиты работы, а также содержит предположение о возможном положительном эффекте.
Цель исследований – конечный результат работы, к которому стремится исследователь. Цель исследований зачастую созвучна с названием диссертации. Целью работы может быть описание нового явления, изучение его характеристик, выявления закономерностей и др.
Задачи исследований – определяют основные этапы исследований для достижения поставленной цели. Решение этих задач формирует содержание самой диссертации.
Актуальность проводимого исследования. Пенобетоны имеют ряд преимуществ перед другими видами ячеистых бетонов. В отличие от ячеистого газобетона, при получении пенобетона используется менее энергоемкая неавтоклавная технология. В процессе приготовления пенобетона легко удается придать этому материалу требуемую плотность путем изменения подачи количества пенообразователя. Пенобетону присущи
9
закрытая структура пористости, более высокие теплозащитные и морозостойкие характеристики. Однако наряду с этими преимуществами стоит и главная проблема неавтоклавного пенобетона - высокая усадка. Усадка возникает вследствие твердения цемента. На воздухе цементное тесто уменьшается в объеме, и размеры изделия укорачиваются. Это укорочение и называется усадкой. Уменьшение объема изделия приводит к образованию трещин и к дальнейшему разрушению изделий. На данный момент поиск решения проблемы усадки в производстве как пенобетонов, так и других видов ячеистых бетонов, является актуальным и наиболее важным.
Цель исследования – разработка составов неавтоклавного пенобетона с технологическими и эксплуатационными свойствами, приближенными к автоклавному ячеистому бетону.
Задачи исследований:
1. Запроектировать модифицированные составы неавтоклавного
пенобетона с пониженным водотвердым отношением различных марок по средней плотности.
2. Исследовать влияние комплексных добавок на технологические и
эксплуатационные свойства неавтоклавного пенобетона.
На первом этапе была поставлена задача подбора составов пенобетонной смеси, из которой полученные образцы будут иметь среднюю плотность 400, 600 и 700 кг/м3 (рис.1.1). Данные образцы в дальнейшем будут задействованы в испытаниях на прочность и усадку.
Исходное
состояние
Выбор основных компонентов,
кг/м3
Шкала
рецептур
бетона
(Ц:К:В:П)
Выбор типа
смесителя (С)
Шкала
возможного
времени
смешивания
(t;м)
Формование
(Ф)
Естественное
твердение (Т)
Пропаривани
е (Пр)
Сушка (S)
Цель
(исследуемое
свойство P)
Цемент
Керамзит
Вода Пенообр
азователь
Номер этапа операции
1
0
Ц1
К1
В1
В2
П1
П2
С
1
2
3
4
t
Ф
1
Ф2 Т
1
Пр
1
S
1
P
i
Сост.1-4
Сост.1-4
Сост.1-4
Сост.1-4
Сост.1
Сост.2,3
Сост. 4
t, мин
№ состава
Сост.1-4
Сост.1-4
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11
10
Pi P
i
Рис. 1.1. Блок-схема решения задач в технологии неавтоклавного пенобетона
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]