Определение показателей качества тротуарной плитки

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Квалиметрия как наука выступает в виде взаимосвязанной системы теорий, различающихся степенью общности, средствами и методами измерения и оценивания.

Квалиметрия качества позволяет определить конкурентоспособность, установить взаимосвязь качества и цены, сделать анализ качества процессов производства, определить пути совершенствования продукции и сокращения затрат. При этом распространение квалиметрических методов и подходов на качество процессов, проектов и решений создает действенный аппарат выбора лучших вариантов многокритериальных решений во всех сферах управления качеством.

Квалиметрия рассматривает оценку качества объекта, как динамическую категорию, т.е. учитывает возможность изменения его качества при изменении конъюнктуры рынка, применение качества проекта с учетом опыта эксплуатации, совершенствования технических процессов и средств производства.

Основным направлением повышения качества является постоянный контроль показателей в ходе технологического процесса, выявление причин, ухудшающих качество продукции, совершенствование методов контроля показателей готовой продукции.

Внедрение системы менеджмента качества на предприятиях строительных материалов, работающих по современным технологиям, предполагает постоянное улучшение качества продукции.

Качество продукции означает степень соответствия свойств продукции комплексу и уровню требований, установленных стандартами, техническими условиями или образцами, а в случае отсутствия названных нормативно-технических документов или при согласовании более высоких либо детализированных по сравнению с ними требований - договору поставки.

Качество тротуарной плитки в большей степени зависит от используемых материалов.

Правильный выбор материалов для плитки, учитывающий как требования к плитке, так и свойства самих материалов, имеет важное значение в технологии плитки. При этом должна достигаться максимальная экономия материалов и трудовых затрат на производство этой продукции.

1. Назначение и область применения

Тротуарная плитка - это практичный строительный материал нового поколения, применяемый в ландшафтном дизайне, мощении улиц и тротуаров. Укладку тротуарной плитки можно осуществлять как в парковых зонах, так и на автомобильных парковках.

Укладка плитки по песчаному основанию придает покрытию множество преимуществ по сравнению со сплошным асфальтобетонным покрытием:

-на поверхности такого покрытия не образуются лужи, так как вода свободно уходит через зазоры между плитками;

-плиточное покрытие не нарушает естественную потребность зеленых насаждений в водо- и газообмене, что благоприятно сказывается на экологии окружающего пространства;

-при необходимости проведения ремонтных работ (например, прокладка подземных коммуникаций) тротуарную плитку можно легко снять, провести необходимые работы и уложить снова;

-в летнее время нагрев покрытия из плитки значительно меньше, чем из темного асфальта; при этом плиточное покрытие не размягчается и не выделяет летучих продуктов.

Несколько лет назад внедрение литьевой технологии позволило совершить революцию в изготовлении бетонных изделий. На сегодняшний день этот высококачественный, внешне очень привлекательный дорожный материал пользуется огромным спросом у желающих создать великолепные отместки вокруг домов, тротуарные дорожки и площадки для отдыха. Эти изделия находят широкое применение в благоустройстве, как частного сектора, так и городских территорий.

В настоящее время тротуарная плитка является материалом, которому нет альтернативы при благоустройстве почти любых территорий. Область применения тротуарной плитки является обширным: тротуары, пешеходные зоны, автомобильные парковки, АЗС, летние кафе, частные участки, большие складские комплексы, производственные помещения и т. д. Исключение составляют объекты специального назначения: автомобильные дороги (и то не всегда), тяжело нагруженные дороги, предназначенные для тяжёлой техники.

2. Классификация тротуарной плитки

В настоящее время существует широкий выбор различных видов и форм тротуарной плитки. Был разработан ряд общих классификаций тротуарной плитки по ГОСТ 17608-91:

- квадратные плиты,

- прямоугольные плиты,

- шестиугольные плиты,

- пятиугольные доборные плиты для окаймления квадратных и прямоугольных плит при диагональном способе их укладки,

- элементы декоративные дорожные,

- пятиугольные доборные плиты для окаймления шестиугольных плит,

- четырехугольные доборные плиты для окаймления шестиугольных плит

- в зависимости от конфигурации:

К - квадратные;

П - прямоугольные;

Ш - шестиугольные;

Д - окаймляющие четырех- и пятиугольные для окаймления шестиугольных плит и пятиугольные для окаймления квадратных и прямоугольных плит при диагональном способе их укладки;

Ф - фигурные плиты и элементы мощения;

ЭДД - элементы декоративные дорожные.

По морозостойкости подразделяются на марки:

Расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки района строительства, °С	Марка бетона по морозостойкости
Ниже - 45	F300
От -15 до -45 включ.	F200
" -5 " -15 "	F150
" 0 " -5 "	F100

- по прочности на сжатие делятся на классы:

В22,5; В25; В30; В35.

- по прочности на растяжение делятся на классы:

3,2; 3,6; 4,0; 4,4.

3. Технология изготовления тротуарной плитки

Используются две технологии производства тротуарной плитки:

- вибропрессование жестких смесей с низким водосодержанием;

- вибролитья с использованием пластифицирующих добавок.

Оба метода позволяют получить бетонную плитку с низкой пористостью благодаря малому содержанию воды в бетонной смеси и обеспечению плотной укладки бетонной смеси с применением механических воздействий (вибрирование или вибропрессование). Какого-либо принципиального преимущества у каждого из этих методов нет, поэтому они существуют в режиме конкурентной борьбы. Однако, обеспечение гарантированного качества тротуарной плитки легче достигается при использовании вибролитьевого метода с применением смесей с пластифицирующими добавками.

3.1 Система изготовления тротуарной плитки по технологии «вибролитья»

Приготовить пеноблок в пеноблокосмесителе меньшего объема с добавлением пигмента, а в большом пеноблокосмесителе без пигмента.

Разложить формы на вибростоле как можно ближе друг к другу.

Разлить пеноблок с цветовым пигментом в формы слоем толщиной в 1-2 см. При изготовлении одноцветной серой плитки цветовой пигмент не требуется.

Включить вибростол на 5 - 10 сек., пеноблок должен равномерно распределиться по всей форме. Амплитуда и интенсивность колебаний столешницы вибростола должна быть умеренной, пеноблок в формах не должен "кипеть", он должен уплотняться под собственной тяжестью. Интенсивность вибрации должна быть одинаковой по всей поверхности столешницы, этого можно достигнуть жестким оребрением. Регулировка вибрации проводится путем уменьшения размеров или веса пластин дисбаланса находящихся на якоре электродвигателя под крышками.

Добавить пеноблок без пигмента в формы столько, сколько необходимо до краев формы, но не меньше. Включить вибростол на 5-10 сек. Срезать металлическим уголком (двигать его углом вперёд) лишний пеноблок, выравнивая его по краю формы.

После заполнения формы пеноблоком и окончания вибрации раствор в формах тщательно загладить (затереть). При недостаточном количестве пеноблока в форме добавить раствор и затереть без вибрации. Заглаженные формы составить на поддоны слоями, прокладывая каждый слой листами пластика. Общее количество слоев - не более 10.

Поддоны с заполненными формами накрыть полиэтиленовой пленкой, для предохранения от высыхания. Поддоны с формами допускается передвигать не ранее, чем через 48 часов после заливки.

Перед выбивкой форму необходимо нагреть до 60-70 градусов Цельсия в водяной ванне, выдерживая каждую форму в ней не более 2 минут. Нагретая форма помещается на вибростол для выбивки. Распалубка квадратных плит и фасадной плитки происходит без каких-либо специальных приспособлений. Следует отметить, что распалубка без предварительного нагрева укорачивает срок службы формы приблизительно на 30 % и может привести к браку готовой продукции, особенно у тонких изделий.

Сушка форм происходит в течение 2 суток в естественных условиях. Поддоны с формами допускается передвигать не ранее, чем через 48 часов после заливки.

После распалубки плитку укладывают на поддоны "лицом" к "лицу", увязывая их упаковочной лентой. Для обеспечения дальнейшего твердения пеноблока и сохранения товарного вида изделий их необходимо накрыть полиэтиленовой термоусадочной или стрейч-пленкой.

В летнее время отпуск изделий производится при достижении ими 70 % от проектной прочности, что приблизительно соответствует 7 суткам твердения Пеноблока, считая с момента его изготовления. В зимнее время отпуск производится при достижении 100 % от проектной прочности (28 суток с момента приготовления пеноблока).

3.2 Система изготовления тротуарной плитки по методу вибропрессование

Теперь рассмотрим особенности производства тротуарной плитки методом объемного вибропрессования.

В основе технологии объемного вибропрессования лежит способ получения бетонных изделий методом виброуплотнения полусухой смеси с обязательным пригрузом формующего пуансона. Формовка изделий производится на стационарных вибропрессах. Для вибропрессования характерно использование полусухих бетонных смесей с пониженным водоцементным отношением (В/Ц). Снижение водоцементного отношения позволяет изготавливать изделия высокой прочности при уменьшенном содержании цемента марки М-400.

Метод полусухого вибропрессования позволяет получать изделия с высокими характеристиками морозостойкости (F-200, F-300 и более) и низким водопоглощением (меньше 5%). Изделиям, изготовленным на вибропрессах, характерна точность геометрических размеров и стабильность основных эксплутационных параметров. Формующей частью вибропресса является матрица и пуансон. Пуансон имеет на своей поверхности рисунок, который отпечатывается на лицевой поверхности тротуарной плитки. Матрица отвечает за формование стенок изготавливаемой плитки. Формование изделий происходит на сменных технологических поддонах, подаваемых затем на участок сушки. Методом вибропрессования возможно изготавливать тротуарную плитку, бордюры и водоотливы, а также стеновые и перегородочные камни.

В качестве примера, рассмотрим технологию производства вибропрессованной тротуарной плитки на примере доступного рычажного вибропресса классической компоновки. Рычажные вибропресса оснащены двумя электромеханическими вибраторами и имеют рычажный привод подъема подвижных частей вибропресса.

Результат

При точном соблюдении рецептуры, вибропрессованная тротуарная плитка полностью соответствует требованиям ГОСТа 17608-91 по прочности, истираемости, водопоглощению и морозостойкости. Рис 1.

Рис.1

3.3 Технологическая схема производства

1. Приготовление.

Зачастую, для экономии цемента и красящих пигментов, применяют способ послойного литья. В этом случае необходимо два бетоносмесителя: один - для приготовления окрашенного бетона с повышенным содержанием цемента, другой - для бетона, используемого в основном слое плитки. При изготовлении плитки, окрашенной по всей бетонной массе, либо при изготовлении неокрашенной плитки понадобится один бетоносмеситель. Настоятельно рекомендуется использование бетоносмесителей принудительного действия, а не гравитационных бетоносмесителей. Дело в том, что принудительные смесители обеспечивают более качественное перемешивание многокомпонентных растворов, нежели гравитационные бетономешалки.

2. Заполнение пластиковых форм и виброуплотнение материала.

Приготовленный в бетоносмесителе раствор укладывают в пластиковые формы, установленные на вибростоле. Основные требования к вибростолу - это равномерная вибрация всей рабочей поверхности стола. Амплитуда колебаний не должна быть чрезмерной, так как бетон не должен отбиваться стенками формы, а должен равномерно распределяться по форме. При изготовлении двухслойной плитки сначала укладывается цветной слой толщиной около 10-20мм, а после кратковременной виброобработки -основной слой бетона. Затем в течение 10-20 секунд заполненные формы находятся на работающем вибростоле, излишки бетона аккуратно срезаются шпателем, либо другим подходящим инструментом. При формовании плитки следует по возможности максимально точно загружать бетон в формы, в противном случае, если материала было не достаточно, плитка получится разной высоты. Избыток материала требует его периодического удаления с поверхности вибростола, что снижает общую производительность труда. Даже незначительное расхождение толщины плитки создает трудности при укладке материала на предварительно подготовленную песчаную подушку.

3. Вызревание бетона в формах, хранение и сушка

После виброобработки заполненные бетоном формы перемещаются на участок сушки, где должны оставаться не менее 48 часов. При расчете необходимого количества пластиковых форм начинающие производители часто забывают о том, что часть оснастки выпадает из производства на целых 48 часов, поэтому количество пластиковых форм должно обеспечить бесперебойность производственного процесса. Поэтому для постоянного производства 10 квадратных метров тротуарной плитки размерами 400х400мм (6.25 шт в 1м2) потребуется не 63 пластиковые формы, а 189 шт. Причем 48-часовая выдержка является обязательной, при попытке выбивки плитки из формы раньше катастрофически возрастает процент брака.

Плитку, поврежденную при выбивке, невозможно переработать и использовать повторно. Зачастую начинающие производители недооценивают серьезность проблемы брака и боя при производстве тротуарной плитки.

На участке сушки необходимо установить стеллажи с ровными полками, так как, если в процессе сушки форма будет иметь уклон, бетон переместится и готовая плитка будет иметь разную толщину. Нормально уложить такую плитку практически не возможно. К тому же тонкий край плитки может треснуть под нагрузкой. Еще одним досадным последствием неправильного расположения пластиковых форм на участки сушки является получение плитки изогнутой винтом, либо имеющей заметную выпуклость или впадину на лицевой поверхности.

Для нормального протекания процесса созревания бетона, в целях сохранения влаги, пластиковые формы с бетоном рекомендуется заботливо укутать полиэтиленовой пленкой и уже в таком виде отнести на ровный стеллаж, где изделие будет выстаиваться положенные 48 часов.

4. Распалубка (выбивка).

После созревания бетона необходимо освободить пластиковые формы для их дальнейшего использования. Для облегчения процесса выбивки и продления срока службы пластиковых форм, рекомендуется поместить их в горячую ванну (60-70о С). После выдержки формы с изделием в горячей воде можно приступать к выбивке плитки из формы. Для выбивки плитки используют специальные распалубочные вибростолы с набором сменных приспособлений под конкретное изделие. В принципе некоторые производители пластиковых форм допускают выбивку изделий без прогрева формы, однако предупреждают об увеличении процента брака и снижении ресурса форм на 30-40%. Производителю оставляется право самому выбрать устраивающую его схему выбивки, с замедленным оборотом форм и необходимостью в течении смены держать в цеху чан с водой прогретой до 60-70оС, либо постоянно пополнять парк пластиковых форм, для компенсации неизбежных потерь.

5. Подготовка форм к последующему использованию.

После выбивки плитки, пластиковые формы необходимо очистить от остатков бетона и тщательно обработать слабым раствором соляной кислоты (около 5-7%).

Промывка кислотой обеспечивает более легкое извлечение изделия из формы. Многие производители пластиковых форм предлагают оригинальные смазки, полностью исключающие прилипание бетона к форме, однако кислота обходится дешевле.

Сам процесс производства тротуарной плитки на вибропрессе условно можно разделить на три этапа: СХЕМА 2

1. Приготовление бетона

Для приготовления бетона потребуется бетоносмеситель принудительного действия, как и при изготовлении литьевой тротуарной плитки. Для однослойных изделий достаточно одного смесителя, для выпуска двухслойных соответственно два смесителя. После приготовления бетона, формовочная смесь подается непосредственно в матрицу вибропресса.

2. Формование.

Матрица прижимает технологический поддон к виброплощадке пресса, после загрузки формовочной смеси в матрицу, опускается пуансон, и включаются вибраторы виброплощадки и каретки пуансона. Под действием виброимпульсов происходит уплотнение материала. Время вибропрессования обычно не превышает 3-5 секунд. Затем матрица и пуансон посредством приводных рычагов поднимаются в верхнее положение, а на виброплощадке остается технологический поддон с отформованными изделиями. Поддон с тротуарной плиткой подается на участок сушки, а на его место устанавливается следующий поддон.

3. Сушка изделий.

Технологические поддоны с отформованными изделиями подаются на участок сушки, где должны подвергнуться тепловлажной обработке. В качестве теплоносителя обычно используют водяной пар. Однако при наличии свободных площадей вполне допускается твердение изделий на основе портландцемента в условиях производственного помещения, таким образом, значительно снижаются расходы на тепловую обработку изделий.
Изделия снимаются с технологических поддонов по достижению прочности бетона не менее 1.5-2.0 МПа (обычно уже через 5-8 часов), затем освободившиеся поддоны повторно подаются на формовочный участок и цикл повторяется.

Таким образом, для организации производства вибропрессованой тротуарной плитки потребуется следующий минимальный набор оборудования:

· Бетоносмеситель принудительного действия.

· Рычажный вибропресс.

· Комплект технологических поддонов (при организации производства для снижения первоначальных расходов, возможно изготовление технологических поддонов самостоятельно)

Так же необходимо позаботиться об источнике тепла на участке сушки, если предполагается выпускать продукцию не только летом.



3.4 Материалы для изготовления тротуарной плитки

1. Цемент - ПЦ М500 Д0; ПЦ М400 Д0 (ГОСТ 10178-85).

Качество цемента играет важнейшую роль в производстве тротуарной плитки.

Использование цемента, марка которого ниже М400 приводит к снижению прочности тротуарной плитки (брусчатка), а, следовательно, снижению срока службы покрытия.

2. Крупнозернистый песок - Мкр. 2,7 (ГОСТ 8736-93).

Содержание пылевидных и глинистых частиц не более 3% по массе.

Крупнозернистый песок обеспечивает такую важную составляющую качества тротуарной плитки, как морозостойкость, что особенно актуально для суровой русской зимы. Использование песка с меньшим модулем крупности, а также не прошедшего тщательную очистку приводит вышелушению лицевой поверхности тротуарной плитки (брусчатки) и образованию трещин.

3. Сухие красители - неорганические пигменты.

Приготовление пигмента

Неорганические порошковые пигменты в обязательном порядке перед применением смешивают с водой до образования сметанообразной консистенции и настаивают в таком состоянии не меньше 1 часа для увеличения дисперсности, величина которой и характеризует красящую способность. Следует помнить о том, что это дорогой компонент пеноблока, кроме того, что увеличение его содержания ухудшает его качество пеноблока, поэтому снижение его доли в пеноблоке при достаточной насыщенности является желательным.

Приготовленный краситель может храниться достаточно долго, так как имеет стабильную формулу, но цвет по мере хранения может быть ярче из-за увеличения дисперсности пигмента. Перед добавлением в пеноблок его перемешивают.

3.5 Перечень основного оборудования, необходимого для производства тротуарной и облицовочной плитки:

- бетоносмесители лопастные принудительного действия, не менее двух штук, так как плитка изготавливается двухслойной, даже если требуется получить плитку серого цвета;

- вибростол формовочный;

- вибростол расформовочный;

- формы из полипропилена;

- гидравлическая тележка для транспортировки продукции;

- вибросито для просеивания песка (ячейка 5-7мм).

3.6 Перечень документов, включённых в технологию изготовления тротуарной плитки

- схема технологического процесса;

- введение;

- организация технологического процесса;

- технические условия и ГОСТы;

- технические требования к исходному сырью;

- приёмка исходного сырья;

- паспорт качества продукции;

- техническая характеристика продукции;

- инструкция по технике безопасности;

- инструкция для начинающего производителя тротуарной плитки.

4. Выбор номенклатуры показателей качества тротуарной плитки

Качество характеризуется показателями.

Показатель качества продукции - количественная характеристика одного или нескольких свойств продукции, составляющих ее качество.

В зависимости от характеризуемых свойств можно выделить несколько групп показателей качества.

1) Показатели назначения - показывают полезный эффект от использования продукции по назначению и область ее использования. Они характеризуют техническую сущность продукции, ее техническое совершенство, состав, структуру и транспортабельность.

2) Показатели надежности - характеризуют способность продукции выполнять поставленную задачу в течение заданного времени (срока) и при соблюдении заданных режимов и условий применения. В зависимости от назначения и условий эксплуатации, надежность может характеризоваться разными показателями. Такими показателями могут быть долговечность, ремонтопригодность, наработка на отказ, технический ресурс, срок службы, вероятность безотказной работы интенсивность отказа.

3) Экономические показатели - характеризуют затраты на проектирование и производство продукции, определяет экономическую эффективность ее в эксплуатации. К ним относятся внутренние для фирмы показатели, определяющие себестоимость и отчасти рентабельность, цену купли-продажи и условно-внешние для фирмы показатели, составляющие цены потребления, стоимость доставки, установки, наладки, затраты на обучение персонала, на энергоносители, заработную плату персонала, затраты на техническое обслуживание, стоимость запасных частей, оплата страхования, затраты на утилизацию.

4) Показатели эргономичности - характеризуют приспособляемость продукции к использованию человеком в производственных и бытовых условиях, протекающих в системе «человек - объект - среда».

Эргономические показатели делятся на:

·гигиенические показатели - это соответствие продукции гигиеническим условиям жизнедеятельности и работоспособности человека (уровень освещенности, шума, вибрации, излучений, температура, влажность и т.д.);

§ антропометрические показатели - характеризуют продукцию с точки зрения размеров и форм человеческого тела;

·физиологические показатели - это соответствие продукции физиологическим свойствам человека и ее соответствие силовым, скоростным, зрительным, осязательным, вкусовым и обонятельным возможностям человека;

·психологические показатели - это соответствие продукции психологическим особенностям человека (это уровень соответствия продукции возможностям восприятия и переработки информации, закрепленным и вновь формируемым навыкам человека с учетом мягкости и быстроты их формирования).

5) Эстетические показатели - характеризуют эстетическое воздействие продукции на человека и предназначены для количественной и качественной оценки эстетической ценности, степени соответствия продукции эстетическим запросам тех или иных групп потребителей в конкретных условиях потребления. Они характеризуют художественность, выразительность и оригинальность формы продукции, гармоничность и целостность конструкции, соответствие формы и конструкции продукции среде и стилю, цветовое и декоративное решение продукции и т.д.

6) Показатели безопасности - характеризуют особенности продукции, обуславливающие безопасность человека во всех режимах ее потребления или эксплуатации, транспортировки, хранения и утилизации.

7) Экологические показатели - характеризуют уровень вредных воздействий на природу при эксплуатации или потреблении продукции.

Кроме перечисленных групп показателей для характеристики продукции могут применяться показатели, характеризующие другие свойства, обусловленные спецификой как самой продукции, так и условий ее применения, а также показатели, относящиеся к условиям разработки, изготовления и транспортирования продукции.

Выбор показателей качества устанавливает перечень наименований количественных характеристик, свойств продукции, входящих в состав ее качества и обеспечивающих оценку уровня качества продукции.

К основным показателям качества тротуарной плитки относят: прочность, водопоглощение, морозостойкость, истираемость.

качество бетон тротуарный плитка

5. Выбор показателей базового образца

Базовым образцом называется реально достижимая совокупность качеств продукции, принятая для сравнения. За базовый образец принимается общественно необходимый уровень, который в определенный отрезок времени является компромиссным с точки зрения требований потребителя и возможности производства. В качестве базовых образцов выделяются лучшие из группы аналогов на основе метода попарного сравнения последовательно всех аналогов по значениям оценочных показателей с учетом точности их измерения. Выделение базовых образцов на основе метода попарного сопоставления аналогов осуществляется следующим образом: аналог не может быть признан базовым образцом и исключается из последующих сопоставлений, если он уступает другому аналогу по совокупности оценочных показателей, т.е. уступает другому аналогу хотя бы по одному показателю, не превосходя его ни по каким из остальных; оба аналога остаются для дальнейшего сопоставления с другими, если по одним показателям оказывается лучше первый аналог, а по другим - второй. При этом значение некоторых показателей у аналогов могут не совпадать. В результате попарного сопоставления аналогов остаются аналоги, каждый из которых не уступает ни одному из остальных по совокупности оценочных показателей. Оставшиеся аналоги и являются базовыми образцами.

Базовыми образцами могут служить на стадии разработки - продукция, отвечающая реально достижимым перспективным требованиям, планируемая к освоению изделия, показатели качества, которые заложены в ТЗ. На стадии изготовления - выпускаемые в стране и за рубежом изделия, показатели качества которых отвечают самым высоким требованиям и которые наиболее эффективны в эксплуатации, государственные и отраслевые стандарты, ТУ, международные стандарты, регламентирующие оптимальное значение показателей качества изделий.

За базовый образец выбираем квадратную тротуарную плитку марки К.6, которая имеет следующие показатели:

- длина 200 мм;

- ширина 200 мм;

- толщина 80 мм;

- масса 7.68 кг;

- истираемость 0,4 г/см2;

- плотность 1500 г/куб.см;

- водопоглощение 1-2%;

- предел прочности при сжатии 39 г/куб.см.

6. Выбор метода определения показателей качества тротуарной плитки

Для оценки показателей качества продукции применяются методы:

-- измерительный;

-- расчетный или аналитический;

-- статистический;

-- экспертный;

-- органолептический;

-- социологический.

Измерительный метод основан на информации, полученной с использованием технических измерительных средств (например, скорость автомобиля измеряется по спидометру).

Расчетный метод основан на использовании информации, полученной с помощью теоретических или экспериментальных зависимостей (например, такой величиной является мощность или объем двигателя автомобиля).

Статистический метод применяется в тех случаях, когда использование измерительного или аналитического метода невозможно. Он основан на сборе статистической информации об отдельных явлениях или параметрах продукции (например, о времени наступления отказа или времени между отказами, наработке изделий и т.д.) и ее обработке методами математической статистики и теории вероятностей. По результатам этих процедур можно определить характеристики, подверженные воздействию большого количества случайных факторов, например среднее время отказа, среднее время между отказами, среднее время восстановления, вероятность безотказной работы изделия и т. п.

Широкое распространение эти методы получили при контроле качества продукции и регулировании хода технологических процессов. Некоторые показатели качества иначе определить невозможно, например выборочный контроль качества изделий одноразового производства.

Экспертный метод основан на определении показателей качества продукции сравнительно небольшой группы специалистов-экспертов (как правило, до 11-13 чел.). С помощью экспертного метода определяются значения таких показателей качества, которые в настоящее время не могут быть определены другими, более объективными методами, например цвет или оттенок цвета индикатора, запах и т.д.

Органолептический метод базируется на использовании информации, получаемой в результате анализа восприятия органов чувств, а значения показателей определяются путем анализа полученных ощущений на основании имеющегося опыта и выражаются в баллах. Точность и достоверность этого метода зависят от способности, навыков и квалификации определяющих. На практике органолептический метод используется в сочетании с экспертным, поскольку ими оцениваются одни и те же показатели качества, например группы показателей эстетичности, эргономичности и др.

Социологический метод основан на определении показателей качества продукции ее фактическими или потенциальными потребителями с помощью анкет-вопросников. Точность социологического метода повышается в связи с расширением круга опрашиваемых потребителей, но в отличие от экспертного метода при данном методе не требуется специальной подготовки экспертов.

Как социологический, так и органолептический методы используются в тех случаях, когда невозможно использование измерительных или расчетных методов.

На практике для определения показателей качества продукции используется сочетание нескольких методов. Например, данные, полученные измерительным методом, затем рассчитываются с помощью теоретических зависимостей; показатели, полученные социологическим опросом, обрабатываются по специальной процедуре с привлечением аппарата математической статистики и т.д.

Для определения показателей качества тротуарной плитки следует пользоваться расчетным методом, т.к. качество тротуарной плитки нельзя достаточно точно определить, например, органолептическим методом или каким-либо другим.

7. Определение показателей качества тротуарной плитки

1. Плотность бетона плитки определяется по ГОСТ 12730.1-78 «Бетоны. Методы определения плотности». Плотность бетона плитки определяется испытанием образцов в состоянии естественной влажности или нормированном влажностном состоянии: сухом, воздушно-сухом, нормальном, водонасыщенном.

При определении плотности бетона плитки в состоянии естественной влажности образцы испытывают сразу же после их отбора или хранят в паронепроницаемой упаковке или герметичной таре, объем которой превышает объем уложенных в нее образцов не более чем в 2 раза.

Плотность бетона плитки образца ?? вычисляют по формуле:

??=m/V*1000 (1)

где m - масса образца, г;

V - объем образца, см3.

Объем образцов правильной формы вычисляют по их геометрическим размерам, т.е. по формуле:

V=a*b*c (2)

где а - длина, см;

b - ширина, см;

с - высота, см.

Массу образцов определяют взвешиванием. Для испытаний выбирается образец размером 20х20х8 см, тогда его объем равен V=153=3200см3.

При взвешивании получим, что масса испытываемого образца m=7,68 кг, тогда ??=m/V*1000=(7,68/3200)*1000=2,4кг/см3

2. Морозостойкость - способность насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности. Морозостойкость материала зависит от плотности и степени насыщения водой их пор. Если образцы после замораживания не имеют следов разрушения, то степень морозостойкости устанавливают по коэффициенту морозостойкости, который находится по формуле:

kF = RF / RB (3)

где RF - предел прочности при сжатии материала после испытания на морозостойкость, Па;

RB - предел прочности при сжатии водонасыщенного материала, Па.

Для морозостойких материалов kF не должен быть менее 0,75.

Необходимые средства для испытания - камера морозильная с принудительной вентиляцией и автоматически регулируемой температурой от минус 15 до минус 20°С. Контейнеры сварные из стальных стержней или полос. Электрошкаф сушильный по ТУ 16-681.032 или любой другой конструкции с автоматической регулировкой температуры в пределах 100-110°С.

3. Определение прочности.

Прочность на сжатие определяется согласно ГОСТ 12852.1-71 «Бетон ячеистый. Метод определения прочности на сжатие».

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

Перед испытанием на сжатие контрольные образцы взвешивают после тепло-влажностной обработки, а при естественном твердении - через 28 суток выдерживания в нормальных условиях.

Направление усилия при испытании контрольных образцов на сжатии должно соответствовать направлению сжимающего усилия в конструкции при эксплуатации.

Достигнутое в процессе испытания образца максимальное усилие принимают за величину разрушающей нагрузки. Для проведения испытании применяют пресс гидравлический.

Предел прочности на сжатие определяют по формуле:

R=(?K?)*P/F (4)

где Р - разрушающая нагрузка, кгс;

F - средняя рабочая площадь образца, см2;

? - переводной коэффициент к прочности эталона образца размерами

20х20х8 см;

K? - переводной коэффициент к прочности эталонного образца с влажностью по массе 10±2%.

В данном ГОСТе сказано, что для ячеистых бетонов ?=0,95, а K?=1,1 при влажности бетона 20%. После проведения испытания была определена разрушающая нагрузка. Она составила 3904,3 кгс.

Средняя рабочая площадь образца равна 100 см2, тогда

R=(0,95*1,1)*3904,3/100=40,8 гс/см2

4. Истираемость (не более 0.7 г/смг):

- Срок службы тротуарной плитки напрямую зависит от показателя истираемости, чем ниже показатель, тем выше срок службы тротуарного покрытия. Истираемость бетона плит в зависимости от условий работы покрытий должна удовлетворять требованиям ГОСТ 13015.0; ее устанавливает потребитель при заказе.

Обработка результатов

А) Истираемость плитки на круге истирания Gi, г/см2, характеризуемую потерей массы образца, определяют с погрешностью до 0,1 г/см2 для отдельного образца по формуле

(5)

где m1 -- масса образца до испытания, г;

т2 -- масса образца после четырех циклов испытания, г;

F -- площадь истираемой грани образца, см2.

В) Истираемость бетона плитки серии образцов определяют с погрешностью до 0,1 г/см2 как среднее арифметическое значение результатов определения истираемости отдельных образцов серии по формуле

(6)

где n -- число образцов в серии.

5. Термостойкость:

Для бетонов средней плотности 1500 кг/куб.м и более термостойкость Т определяют в водных теплосменах в следующем порядке.

1. Образцы помещают в печь, предварительно разогретую до расчетной температуры, и выдерживают при этой температуре 40 мин. Колебания температуры в печи допускаются в пределах +/-20 град.С. Время отсчитывают с момента, когда в печи установится необходимая температура.

2. По истечении 40 мин образцы вынимают из печи и погружают в ванну вместимостью 10 л с водой комнатной температуры.

3. Образцы охлаждают в воде в течение 5 мин, после чего вынимают из воды и выдерживают при температуре (20+/-5) град.С в течение 10 мин. Затем нагревание повторяют. После каждой теплосмены воду в ванне необходимо менять.

4. Для бетонов средней плотности менее 1500 кг/куб.м и ячеистой структуры термическую стойкость Т определяют в воздушных теплосменах в следующем порядке.

5. После высушивания образцы помещают в печь, предварительно разогретую до расчетной температуры, и выдерживают при той температуре 1 ч. Колебания температуры в печи допускаются в пределах +/-20 град.С.

6. Через 1 ч образцы вынимают из печи и охлаждают струей воздуха комнатной температуры из вентилятора в течение 20 мин. Затем нагревание повторяют.

7. Каждый нагрев и охлаждение в воде или на воздухе являются теплосменой. После каждой теплосмены остывшие образцы осматривают, отмечают появление трещин, характер разрушения (выкрошивание или окол материала) и определяют потери в массе.

8. Число теплосмен, вызвавших разрушение образцов или потерю бетоном 20% первоначальной массы, принимают за термическую стойкость бетона в водных или воздушных теплосменах.

8. Оценка уровня качества тротуарной плитки

Оценка качества продукции состоит в установлении соответствия продукции мировому, национальному, региональному уровню. Соответствие оценивания продукции мировому уровню устанавливается на основе сопоставления значения показателей технического совершенства продукции и базовых образцов.

Для оценки уровня качества продукции используются следующие методы: дифференциальный, комплексный и смешанный.

Дифференциальный метод оценки уровня качества состоит в сравнении единичных показателей качества оцениваемой продукции (изделия) с соответствующими единичными показателями качества базового образца. При этом для каждого из показателей рассчитываются относительные показатели качества

(7)

или

(8)

где Pi - значение i-го показателя качества оцениваемой продукции;

Piб - значение i-го показателя качества базового образца.

Формула (8) используется, когда увеличение абсолютного значения показателя качества соответствует улучшению качества продукции (например, производительность, чувствительность, точность, срок службы, коэффициент полезного действия и др.).

Формула (9) используется тогда, когда улучшению качества продукции соответствует уменьшение абсолютного значения показателя качества (например, масса, расход топлива, потребляемая электрическая мощность, содержание вредных примесей, трудоемкость обслуживания и др.).

Если оцениваемая продукция имеет все относительные показатели качества Ki ?1, то ее уровень качества выше или равен базовому; если все Ki <1, то ниже.

Возможны случаи, когда часть значений Ki?1, часть Ki <1. При этом необходимо все показатели разделить на две группы. В первую группу должны войти показатели, отражающие наиболее существенные свойства продукции, во вторую - второстепенные показатели.

Если относительные показатели первой группы и большая часть относительных показателей второй группы больше или равны единице, то уровень качества оцениваемой продукции не ниже базового.

Ограничение для применения дифференциального метода оценки уровня качества состоит в трудности принятия решения по значениям многих единичных показателей качества.

Комплексный метод оценки уровня качества предусматривает использование комплексного (обобщенного) показателя качества.

При этом методе уровень качества определяется отношением обобщенного показателя качества оцениваемой продукции Qоц к обобщенному показателю качества базового образца Qбаз, т.е.

(9)

Вся сложность комплексной оценки заключается в объективном нахождении обобщенного показателя.

Существуют различные варианты метода.

1. Когда можно выделить главный показатель, характеризующий основное назначение изделия или продукта, и установить функциональную зависимость этого главного показателя от остальных единичных показателей:

 (10)

где n-число единичных показателей; Pi-i-й единичный показатель;

Yi-коэффициент при i-м единичном показателе.

Вид зависимости может определяться любым из возможных методов, в том числе и экспертным.

Главным показателем может быть, например, производительность машин, ресурс, удельная себестоимость и др.

В качестве обобщенного может использоваться интегральный показатель качества, показывающий величину полезного эффекта от эксплуатации или потребления продукции, приходящегося на каждый рубль суммарных затрат на ее создание и эксплуатацию или потребление.

2. В тех случаях, когда невозможно построить функциональную зависимость, исходя из основного назначения продукции, применяют взвешенные среднеарифметические показатели. При этом обобщенный показатель вычисляется по формуле

(11)

где mi-коэффициент весомости i-го показателя.

При этом должно соблюдаться условие

(12)

Коэффициенты весомости mi устанавливаются отраслевыми НИИ на определенный период времени экспертным методом путем опроса определенного числа экспертов, которыми, исходя из условий эксплуатации изделия, назначаются баллы значимости каждого параметра Pi. На основании балльной оценки значимости параметров определяются коэффициенты mi.

Дифференциальный и комплексный методы оценки уровня качества продукции не всегда решают поставленные задачи. При оценке сложной продукции, имеющей широкую номенклатуру показателей качества, с помощью дифференциального метода практически невозможно сделать обобщающий вывод, а использование только одного комплексного метода не позволяет объективно учесть все значимые свойства оцениваемой продукции.

В этих случаях оценку уровня качества производят смешанным методом, использующим единичные и комплексные показатели качества. При этом методе единичные показатели качества объединяются в группы (например, показатели назначения, эргономические, эстетические) и для каждой группы определяют комплексный показатель. При этом отдельные, наиболее важные показатели не объединяют в группы, а используют как единичные. С помощью полученной совокупности комплексных и единичных показателей оценивают уровень качества продукции дифференциальным методом.

При оценке уровня качества тротуарной плитки целесообразно использовать дифференциальный метод, так как значения показателей оцениваем, сравнивая с базовыми.

Имеются показатели качества оцениваемой продукции и соответствующие показатели качества базового образца. Для сопоставления показателей дифференциальным методом вычисляют значения относительных показателей качества продукции по формулам (11) и (12).

В зависимости от характера показателя качества выбирают ту или иную из этих формул. Для позитивных показателей, с увеличением значений которых качество повышается, выбирают формулу (11), а для негативных показателей, с увеличением значений которых качество продукции снижается, выбирают формулу (12).

Используя данные формулы, получим результаты, представленные в таблице 1.

Таблица 1

Наименование показателя	Полученное значение	Базовое значение	Коэффициент качества, Кi	Среднее значение коэффициента качества, Кср
Предел прочности при сжатии	40,8 г/кв.см	Не менее 39 г/кв.см	1,046	1,5
Истираемость	3,9%	Менее 5%	1,02
Плотность	2400 г/куб.см	Не менее 1000 г/куб.см	2,4

Из полученных результатов видно, что для всех показателей Ki ?1, т.е. уровень качества бетона плитки выше или равен базовому. Среднее значение коэффициента качества Кср.=1,5. Это значит, что бетон плитки по всем показателям превосходит базовый образец.

9. Причины ухудшающие качество тротуарной плитки

Попробуем разобраться с причинами получения некачественной продукции. Качество тротуарной плитки напрямую зависит от качества бетона.

Прочность бетона плитки определяется прочностью межпоровых стенок. Соотношение пустот (пор) и цементных (цементнопесчанных) стенок определяет плотность и прочность готового материала.

Чем больше количество пустот и соответственно тоньше межпоровые стенки, тем меньше плотность и соответственно прочность материала. И наоборот, чем меньше пустот, тем более прочный получается материал.

Перечисленные типы пустот и оказывают основное влияние на физико-технические свойства получаемого бетона.

Цемент, песок, вода при постоянном, интенсивном перемешивании из состояния жидкого раствора, постепенно густеет, подвижность раствора уменьшается, а пластичность увеличивается. Если используется смеситель турбулентного типа, на поверхности приготавливаемого раствора наблюдается устойчивая воронка, вызванная быстро вращающимся активатором. При повышении пластичности приготавливаемого бетонного раствора иногда наблюдается обрыв воронки, которая впрочем, появляется снова, в противном случае перемешивание прекращается, так как активатор смесителя турбулентного типа не способен перемещать малоподвижный раствор. Бетон, полученный таким образом ни в коей мере нельзя назвать качественным материалом. При огромном перерасходе цемента ни показатели прочности, ни морозостойкости не будут соответствовать требованиям ГОСТа! Несущие стенки «полезных» пустот будут пронизаны ослабляющими «вредными, первого вида» порами, образовавшимися вследствие повышенного содержания воды в растворе (В/Ц более 0.5).

Так что же происходит с цементнопесчанным раствором, приготавливаемым в турбулентном смесителе после добавления пенообразователя?

Вращающийся активатор перемешивает приготавливаемую массу, способствуя активному вовлечению воздуха в раствор, пенообразователь запирает «пойманный» воздух в оболочку. Образовавшиеся воздушные пузырьки более-менее равномерно распределяются по всей массе приготавливаемого раствора поризуя его. Вот именно на этом этапе производители пенобетона и допускают главную ошибку! Как говорилось выше, объем вовлеченного воздуха во многом зависит от количества свободной воды в растворе, если свободной воды не достаточно смесь не поризуется. Однако при увеличении количества воды, хотя поризация смеси и протекает более активно, образуется большое количество капиллярных пор «вредные, первого вида» . Так, где же выход из этой ситуации? Выход в оптимальном подборе водоцементного отношения, с обязательной поправкой на водопотребность используемого песка и цемента. При увеличении доли цемента в смеси, следует увеличить водотвердое (В/Т) отношение, если используется песок увеличенного модуля крупности водотвердое (В/Т) отношение следует уменьшить.

Часто от производителей бетона можно услышать, что скорость вращения активатора имеет определяющее значение в интенсивности поризации бетона. Мнение в корне не верное, хотя некоторые производители бетоносмесительного оборудования, не понимая сути процесса поризации, увеличивают скорость вращения активатора турбулентных смесителей. На рынке смесительного оборудования можно встретить забавных бетоносмесительных монстров, имеющих 1000-1500 об/мин на валу активатора. Такие «чудо»-агрегаты при демонстрационных запусках производят неизгладимое впечатление на будущих производителей пенобетона. Приготавливаемая масса быстро растет в объеме, на поверхности раствора наблюдается могучая воронка, заглядывая в верхнюю часть которой можно ясно увидеть вращающийся активатор. Причем создается впечатление, что активатор вращается в свободном от раствора пространстве. Так оно и есть, при таких скоростях совершенно не важно, какая форма лопастей активатора. Активатор просто отбрасывает от себя раствор, поэтому, несмотря на хороший визуальный эффект, практическая производительность таких активаторов смехотворно мала! К тому же для работы им необходимы подвижные растворы, а хаотичные завихрения создаваемые таким «буйным» перемешиванием создают огромное количество капиллярных пор (вредные, первого вида). Бетоном данный материал никак нельзя назвать. При повышенном расходе цемента прочностные характеристики такого материала, не выдерживает ни какой критики. Если скорость вращения активатора, как и его конструкция подобранны не правильно, в бетонном растворе наблюдаются не только капиллярные поры (вредные, первого вида), но и появляется большое количество «вредных пор, второго вида». Вредные поры второго вида, это бывшие «полезные» поры, разрушенные в результате варварского перемешивания. На практике производство бетона часто сопровождается странным эффектом: при правильно подобранном В/Ц отношении активная поризация смеси протекает лишь первые 30-60 секунд, затем наблюдается постепенное прекращение увеличения объема смеси и, наконец, уменьшение достигнутого объема. Это связанно с тем, что при увеличении времени перемешивания в силу механического воздействия на смесь активатора и турбулентных возмущений, происходит разрушение «полезных» пор и их деление на множество более мелких пор «вредные, второго вида». Зачастую размер этих раздробленных пор сопоставим с размерами цементного зерна. И если крупные «полезные» пузырьки принимают на свою поверхность зерна цемента и песка, затем сцепляются с такой же подготовленной поверхностью соседнего пузырька, образуя тем самым прочный каркас из межпоровых стенок, то мелкие, раздробленные пузырьки не могут этого сделать. В силу сопоставимости размеров пузырька и цементного зерна, образованные пустоты имеют не сферическую форму с хорошо развитыми межпоровыми стенками, а вид хитропереплетенных пустот разного объема и протяженности. Естественно, что бетон поризованный таким образом, хотя и будет иметь низкую плотность, однако по показателям прочности будет значительно уступать «правильно» поризованному бетону, причем не зависимо от расхода цемента.

Также еще одной причиной ухудшения качества бетона является процесс его производства. Производство эффективного по теплофизическим характеристикам неавтоклавного бетона является проблемным из-за сложности обеспечения стабильности тонкодисперсной ячеистой структуры и высокой прочности, зависящих от целого комплекса рецептурных, структурных и технологических факторов. Это сдерживает применение неавтоклавного пенобетона для производства крупногабаритных изделий и в монолитном строительстве.

Одним из негативных факторов в технологии неавтоклавного бетона является замедленное схватывание, низкая скорость твердения смеси и прочность на ранних этапах твердения.

Стремление увеличить прочность неавтоклавного бетона за счет повышенного расхода портландцемента приводит, как правило, к обратному эффекту. Образуется большое количество эттрингита на единицу объема бетона, что на поздних стадиях твердения приводит к его растрескиванию и снижению прочности.

Существующие технологии производства бетона базируются, как правило, на циклических процессах приготовления строительных растворов и их последующей поризации также в циклическом режиме. Данный подход не позволяет достигнуть как необходимой в производственных условиях производительности, так и высокого качества и стабильных характеристик бетона.

10. Мероприятия по повышению качества тротуарной плитки

Проанализировав факторы, влияющие на формирование структуры неавтоклавного бетона плитки в ранние сроки твердения, разработаны комплексные добавки и технологические приемы, применение которых позволит существенно упростить технологию приготовления бетона при обеспечении высокой прочности в ранние сроки твердения и низкой усадки.

...