Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Информация о материале

2 Техническое задание

2.1 Обоснование необходимости разработки

2.2 Безопасность эксплуатации испытательного оборудования

2.3 Утилизация испытанных образцов

2.4 Стадии разработки стандарта и сроки их выполнения

3. Национальный стандарт Российской Федерации «Портландцемент. Метод определения огнестойкости»

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсовой работы по дисциплине «Технология разработки стандартов и нормативных документов» является разработка проекта национального стандарта «Портландцемент. Метод определения огнестойкости», а так же определение целесообразного использования данного метода в процессе производства и эксплуатации, определение экономической эффективности проекта и важности его разработки как для материала портландцемент конкретно, так и для строительной отрасли, в общем.

Разработка нормативного документа включает 5 этапов:

1 этап - организация разработки, включающая подготовку и предоставление заявок на разработку технического задания, определения группы разработчиков и т.д.;

2 этап - разработка первой редакции проекта нормативного документа;

3 этап - предоставление в государственные органы нормативного документа для принятия решения и проведения экспертизы;

4 этап - регистрация проекта стандарта и принятие после получения замечаний и доработки;

5 этап - опубликование.

1. ИНФОРМАЦИЯ О МАТЕРИАЛЕ

Портландцемент и его разновидности являются основным вяжущим материалом в современном строительстве.

Портландцемент представляет собой порошкообразное гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, состоящее главным образом из силикатов кальция. Получают портландцемент тонким измельчением клинкера с гипсом (3...7 %), допускается введение в смесь активных минеральных добавок (10...15 %). Клинкер -- продукт обжига (до полного спекания) искусственной сырьевой смеси, состоящей приблизительно из 75 % карбоната кальция (обычно известняка) и 25 % глины. Основные свойства портландцемента обусловливаются составом клинкера.

Химический состав портландцемента. Портландцемент характеризуется довольно постоянным химическим составом. Содержание основных составляющих окислов в нем колеблется в сравнительно небольших пределах, %: CaO (64...67), SiO2 (19...24), AI2O3 <4..,7), Fe2O3 (2...6), MgO (не более 5), SO3 (не менее 1,5 и не более 3,5).

Сырье для получения портландцемента. В качестве сырья иногда используют природные горные породы -- мергели. В них содержатся необходимые для производства портландцементов количества карбонатных (75...78%) и глинистых пород (25...22 %). В большинстве случаев необходимое сочетание пород получается искусственным путем. В этом случае в качестве карбонатных пород используются известняки, мел, известковые ракушечники; в качестве глинистых - глины, глинистые сланцы, лёссы, доменные шлаки; кроме того, в состав сырьевой смеси вводятся различные корректирующие добавки, например гипс.

Гипс необходим для регулирования сроков схватывания. С увеличением количества гипса увеличиваются (замедляются) сроки схватывания. Однако максимальное количество вводимого гипса регламентируется химическим составом портландцемента.

Производство портландцемента. Производство портландцемента состоит из следующих процессов: добычи сырья и доставки его на завод; подготовки сырья и смеси; обжига смеси -- получения клинкера; измельчения клинкера с добавками -- получения цемента.

По характеру подготовки сырья и приготовления смеси различают мокрый и сухой способы изготовления цемента. При мокром способе сырье дробят и размалывают без дополнительной подсушки. Весьма часто помол осуществляют с добавлением воды, глину размешивают в специальных емкостях -- болтушках. Смесь готовят тщательным перемешиванием жидких молотых смесей в шламбассейнах. В этом случае подготовленная смесь -- цементный шлам -- содержит до 40 % и более воды.

При сухом способе тонкое измельчение исходного сырья (помол) осуществляют в сухом состоянии. Тщательное смешивание производят в специальных смесителях. В строительстве наиболее распространен мокрый способ, при котором удается достичь хорошей гомогенности сырьевой смеси, что в конечном итоге обусловливает получение цемента с более высокими и стабильными качествами. В настоящее время в связи с созданием оборудования, обеспечивающего хорошую гомогенизацию в смеси тонкомолотых порошков, сухой способ как более экономичный (не требующий теплоты на испарение воды) и, следовательно, перспективный находит все большее применение. В нашей стране действует несколько крупных цементных заводов, работающих по сухому способу.

Обжиг смеси производится во вращающихся печах, представляющих собой металлические цилиндры, обложенные внутри огнеупорной футеровкой. Печь укладывают на специальные катки с небольшим уклоном к поверхности земли, за счет чего по мере вращения сырьевая смесь продвигается по печи от приподнятого конца к опущенному. Длина печи достигает 180 м, а иногда доходит до 250 м, диаметр -- до 6 м.

По мере продвижения смесь подсушивается, скатывается в шарики и под действием высокой температуры (1450... 1500 °С) спекается в гранулы размером 5...20 мм и более'. Затем гранулы охлаждаются сначала в печи, в зоне охлаждения, впоследствии -- в специальных устройствах -- холодильниках.

За последние годы разработан новый способ обжига клинкера. В печи силикатный расплав заменен расплавом на основе хлористого кальция. Существенно снижается температура обжига (1100...1150 °С), в 3...4 раза облегчается помол, но в цементе появляется минерал -- алинит, содержащий алюмохлоридсиликат кальция. Этот цемент быстрее твердеет в начальные сроки.

Остывший клинкер подвергают размолу чаще всего в шаровых мельницах, представляющих собой металлические цилиндры диаметром до 3,5 и длиной до 15...20 м, которые выложены изнутри бронированными плитами. Мельницы имеют 2...3 камеры, отделенные друг от друга металлическими перегородками с отверстиями для прохождения размалываемого материала.

Размол клинкера и постепенное продвижение размалываемого материала обеспечиваются при вращении за счет наклона мельницы. По выходе из шаровой мельницы портландцемент подают на склад в силосы, где он остывает и выдерживается некоторое время, достаточное для стабилизации. Необходимость выдержки обусловливается тем, что при помоле, особенно если осуществляется помол еще не совсем остывшего клинкера (максимальная температура клинкера, подаваемого в шаровую мельницу, не должна превышать 50 °С), происходит дегидратация вводимого гипса, получаемый при этом цемент будет обладать нестандартными сроками схватывания (ложное схватывание). Свойства портландцемента. К основным техническим свойствам портландцемента относятся: истинная плотность, средняя плотность, тонкость помола, сроки схватывания, нормальная густота (водопотребность цемента), равномерность изменения объема цементного теста, прочность затвердевшего цементного раствора.

2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

2.1 Обоснование необходимости разработки

Изделия и конструкции, изготовленные с использованием портландцемента, широко используют в надземных, подземных и подводных условиях. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона и железобетона в жилищном, промышленном, гидротехническом, дорожном строительстве и т. д. На нем изготовляют тяжелые и легкие бетоны, ячеистые бетоны, строительные растворы высоких марок, теплоизоляционные материалы и т. д. Портландцемент не следует применять для конструкций, подвергающихся воздействию морской, минерализованной и даже пресной воды проточной или под сильным напором. В этих случаях рекомендуется использовать цементы специальных видов (сульфатостойкие, цементы с добавками).

Портландцемент, являющийся высококачественным и дефицитным материалом, необходимо расходовать экономно, заменяя его, где это технически возможно, более дешевыми вяжущими веществами -- известью, гипсовыми вяжущими, смешанными цементами.

Хранение портландцемента должно осуществляться в закрытых складах раздельно по видам и маркам, смешивание разных цементов не допускается. При длительном хранении цемента даже в оборудованных складах все же происходит частичная его гидратация (быстрое схватывание цементного теста приводит к загустеванию смеси), в результате чего цемент теряет активность и становится непригодным для использования. Огнестойкость портландцемента позволяет ему пройти все стадии процесса гидратации, сохранив при этом свои свойства.

Материалы из портландцемента с увеличенным пределом огнестойкости гораздо прочнее и лучше по техническим характеристикам, чем обычные материалы. Они позволят ограничивать распространение огня, а также сохранять необходимые эксплуатационные качества при высоких температурах в условиях пожара. Следовательно, здания и сооружения из таких материалов прослужат дольше, они будут гораздо более качественными и прочными. Проведение испытаний на огнестойкость и использование огнестойких материалов позволит сэкономить в будущем. Ведь возможно, что в процессе эксплуатации здания или сооружения потребуются средства для защиты от пожара, или после пожара потребуются средства на ремонт здания. Таким образом, пусть на начальном этапе мы потратим время и средства на проведение испытаний, составление стандарта, но это все окупится в будущем, мы сможем избежать дополнительных затрат и что самое главное обезопасить жизни людей.

2.2 Безопасность эксплуатации испытательного оборудования

Основным оборудованием при определении огнестойкости образцов портландцемента являются испытательные печи с системой подачи и сжигания топлива.

При проведении испытания конструкций необходимо: определить опасную зону вокруг печи не менее 1,5 м, в которую во время испытания, посторонним входить запрещено; принять меры с целью охраны здоровья лиц, проводящих испытания, если в результате испытания ожидается разрушение, опрокидывание или растрескивание конструкции (например, установка опор, защитных сеток и т. п.). Необходимо также принять меры для защиты конструкции самой печи.

Среди персонала, обслуживающего испытательное оборудование, должно быть лицо, ответственное за технику безопасности.

При выполнении испытаний конструкций нужно обеспечить наличие одного 50 кг переносного порошкового огнетушителя, переносного гасителя СО2; пожарного шланга диаметром не менее 25 мм под давлением.

Запрещается обливать водой футеровку огневого пространства печи.

В помещении лаборатории должна быть естественная или механическая вентиляция, обеспечивающая в рабочей зоне для лиц, проводящих испытания, достаточную видимость и условия надежной работы без дыхательного аппарата и теплозащитной одежды в течение всего периода испытания.

При необходимости зону измерительно-контрольного поста в помещении лаборатории нужно защитить от проникновения дымовых газов путем создания избыточного давления воздуха.

В системе подачи топлива должны быть предусмотрены средства световой и/или звуковой аварийной сигнализации.

2.3 Утилизация испытанных образцов

На сегодняшний день проблема сбора и утилизации мусора стоит как никогда остро. Особенно она актуальна в больших городах, где на официальных и несанкционированных свалках скапливаются тонны строительного, промышленного и бытового мусора. Из-за избытка вредоносных отходов, которые накапливаются из года в год, страдает местная экология, а соответственно, и люди.

Строительный мусор: кирпич, стяжка, бетон, плитка, полученные при демонтаже строительных объектов после переработки превращаются в строительный щебень вторичного происхождения по ГОСТ 25137-82.

Экономическая эффективность повторного использования этих ресурсов позволяет в 2-3 раза снизить себестоимость готового вторичного продукта, а в перспективе это даже может позволить снизить себестоимость строительства одного кв. метра здания.

портландцемент огнестойкость стандарт

2.4 Стадии разработки и сроки их выполнения

Создание стандарта включает в себя следующие стадии разработки:

· Техническое задание;

· Информационный раздел;

· Основные требования:

1 Подготовка,

2 Проведение,

3 Регистрация.

· Приложения;

· Оформление результатов.

Стадии разработки стандарта и сроки их выполнения показаны на рисунке 1.

Рисунок 1

Стадии разработки стандарта и сроки их выполнения

_______________________________________

Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС)

3. Национальный стандарт Российской Федерации «Портландцемент. Метод определения огнестойкости»

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОСТ Р СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

_______________________________________

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОГНЕСТОЙКОСТИ

Издание официальное

Москва 2010

ГОСТ Р

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ.

Метод определения огнестойкости.

Portlandcement.

Fire-resistance test method.

ПРЕДИСЛОВИЕ

1 Разработан Научно-исследовательским и технологическим институтом производства портландцемента. Внесён Госстроем России.

2 Утверждён Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС).

3 Введён впервые.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Основные требования

4.1 Оборудования и приборы

4.2 Температурный режим

4.3 Образцы для испытаний

4.4 Проведение испытания

4.5 Предельные состояния

4.6 Обозначение пределов огнестойкости конструкций

5 Библиография

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на растворные смеси и растворы строительные, изготовленные на гидравлическом вяжущем портландцементе, применяющиеся во всех видах строительства.

Стандарт устанавливает метод определения огнестойкости портландцемента.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

1 ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия»

2 ГОСТ 51000.3-96 «Общие требования к испытательным лабораториям»

3 ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость»

3 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Портландцемент - порошкообразное гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, состоящее главным образом из силикатов кальция.

Термопара - (термоэлектрический преобразователь температуры) -- термоэлемент, применяемый в измерительных и преобразовательных устройствах, а также в системах автоматизации.

Огнестойкость -- способность строительных конструкций ограничивать распространение огня, а также сохранять необходимые эксплуатационные качества при высоких температурах в условиях пожара.

4 ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

Сущность метода заключается в определении времени от начала теплового воздействия на портландцемент до наступления одного или последовательно нескольких предельных состояний по огнестойкости с учетом функционального назначения портландцемента.

4.1 Оборудования и приборы

Для проведения испытаний применяют:

· испытательные печи с системой подачи и сжигания топлива;

· приспособления для установки образца на печи, обеспечивающие соблюдение условий его крепления и нагружения;

· системы измерения и регистрации параметров, включая оборудование для проведения кино-, фото- или видеосъемок.

Испытательные печи должны обеспечивать возможность испытания образцов портландцемента при требуемых условиях нагружения, опирания, температуры и давления.

Основные размеры проемов печей должны быть такими, чтобы обеспечить возможность проведения испытаний образцов конструкций проектных размеров.

Глубина огневого пространства печей должна быть не менее 0,8 м.

Конструкция кладки печей, включая ее наружную поверхность, должна обеспечивать возможность установки и крепления образца, оборудования и приспособлений.

Система сжигания должна быть регулируемой.

Пламя горелок не должно касаться поверхности испытываемых конструкций.

Печи для испытаний несущих конструкций должны быть оборудованы нагружающими и опорными устройствами, обеспечивающими нагружение образца в соответствии с его расчетной схемой.

Требования к системам измерения:

В процессе испытаний следует измерять и регистрировать следующие параметры:

- параметры среды в огневой камере печи - температуру;

- параметры нагружения и деформации при испытании несущих конструкций;

- температуру образцов, в том числе на необогреваемой поверхности ограждающих конструкций - потерю целостности ограждающих конструкций.

Температура среды в огневой камере печи должна измеряться термоэлектрическими преобразователями (термопарами) не менее, чем в пяти местах. При этом на каждые 1,5 кв. м проема печи, предназначенной для испытания ограждающих конструкций, и на каждые 0,5 м длины (или высоты) печи, предназначенной для испытания стержневых конструкций, должно быть установлено не менее одной термопары.

Для измерения температуры образцов, в том числе на необогреваемой поверхности ограждающих конструкций, используются термопары с диаметром электродов не более 0,75 мм.

Допускается применение термопар с защитным кожухом или с другими диаметрами электродов при условии, что их чувствительность не ниже и постоянная времени не выше, чем у термопар, выполненных в соответствии с п.п. 5.4.3 и 5.4.4.

Для определения потери целостности ограждающих конструкций используют тампон из хлопка или натуральной ваты.

Размеры тампона должны быть 100 ґ 100 ґ 30 мм, масса от 3 до 4 г. До использования тампон в течение 24 ч выдерживают в сушильном шкафу при температуре 105 °С +- 5 °С. Из сушильного шкафа тампон вынимают не ранее; чем за 30 мин до начала испытания. Повторное применение тампона не допускается.

Калибровка стендового оборудования

Калибровка печей заключается в контроле температурного поля и давления в объеме печи. При этом в проеме печи для испытания конструкций помещается калибровочный образец.

Конструкция калибровочного образца должна иметь предел огнестойкости не менее времени проведения калибровки.

Калибровочный образец для печей, предназначенных для испытания ограждающих конструкций, должен быть выполнен из железобетонной плиты толщиной не менее 150 мм.

Калибровочный образец для печей, предназначенных для испытания стержневых конструкций, должен выполняться в виде железобетонной колонны высотой не менее 2,5 м сечением не менее 0,04 м2.

Длительность калибровки - не менее 90 мин.

4.2 Температурный режим

В процессе испытания и калибровки в испытательных печах должен быть создан стандартный температурный режим, характеризуемый следующей зависимостью:

Т - То = 345 lg(8t + 1), °С

где Т - температура в печи, соответствующая времени t, °С;

То - температура в печи до начала теплового воздействия (принимается равной температуре окружающей среды), °С;

t - время, исчисляемое от начала испытания, мин.

Отклонение Н средней измеренной температуры в печи Тср (п. 5.4.2) от значения Т, вычисленного по формуле (1), определяется в процентах по формуле

За среднюю измеренную температуру Тср в печи принимается среднее арифметическое значение показаний печных термопар в момент времени t.

4.3 Образцы для испытаний

Образцы для испытаний портландцемента должны иметь проектные размеры. Материалы и детали образцов, подлежащих испытанию, в том числе и стыковые соединения стен, перегородок, перекрытий, покрытий и других конструкций, должны соответствовать технической документации на их изготовление и применение.

По требованию испытательной лаборатории свойства материалов при необходимости контролируются на их стандартных образцах, изготовляемых специально для этой цели из тех же материалов одновременно с изготовлением портландцемента. Контрольные стандартные образцы материалов до момента испытания должны находиться в тех же условиях, что и экспериментальные образцы портландцемента, а их испытания производятся в соответствии с действующими стандартами.

Влажность образца должна соответствовать техническим условиям и быть динамически уравновешенной с окружающей средой с относительной влажностью (60 +- 15) % при температуре 20 °С +- 10 °С.

Влажность образца определяется непосредственно на образце или на его представительной части.

Для испытания конструкции одного типа должны быть изготовлены два одинаковых образца.

К образцам должен быть приложен необходимый комплект технической документации.

При проведении сертификационных испытаний выборка образцов должна производиться в соответствии с требованиями принятой схемы сертификации.

4.4 Проведение испытаний

Балочку из портландцемента размером 4#4#16 помещаем в печь на опоры, нагружаем ее и испытываем на изгиб.

Испытываем образец портландцемента до такой степени, пока не произойдет разрушение. После разрушения образца испытываем его на изгиб. Для этого на боковые поверхности образца наносят вертикальные осевые линии. Образец устанавливают в центре плиты пресса, совмещая геометрические оси образца и плиты, и прижимают верхней плитой пресса.

Предел прочности при сжатии Rсж, МПа (кгс/см2), образца вычисляют по формуле

где Р - наибольшая нагрузка, установленная при испытании образца, МН (кгс);

F - площадь поперечного сечения образца, вычисляемая как среднее арифметическое значение площадей верхней и нижней его поверхностей, м2 (см2).

Предел прочности при сжатии образцов в партии вычисляют с точностью до 0,1 МПа (1 кгс/см2) как среднее арифметическое значение результатов испытаний установленного числа образцов.

Испытания проводят при температуре окружающей среды в пределах от + 1 до + 40 °С и при скорости движения воздуха не более 0,5 м/с, если условия применения конструкции не требуют других условий испытания.

Температуру окружающей среды и скорость движения воздуха измеряют на расстоянии не ближе 1 м от поверхности образца.

Температура в печи и в помещении должна быть стабилизирована за 2 часа до начала испытаний.

В процессе испытания регистрируются:

- время наступления предельных состояний и их вид;

- температура в печи, на необогреваемой поверхности конструкции, а также в других предварительно установленных местах;

- избыточное давление в печи при испытании конструкций, огнестойкость которых определяется по предельным состояниям;

- деформации несущих конструкций;

- время появления пламени на необогреваемой поверхности образца;

- время появления и характер трещин, отверстий, отслоений, а также другие явления (например, нарушение условий опирания, появление дыма).

Испытание должно продолжаться до наступления одного или по возможности последовательно всех предельных состояний, нормируемых для данной конструкции.

4.5 Предельные состояния

Различают следующие основные виды предельных состояний портландцемента по огнестойкости:

· Потеря несшей способности вследствие обрушения портландцемента или возникновения предельных деформаций (R).

· Потеря целостности в результате образования в портландцементе сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя (Е).

· Потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности портландцемента до предельных значений (I).

Дополнительные предельные состояния портландцемента и критерии их наступления при необходимости устанавливаются в стандартах на испытания конкретных конструкций.

4.6 Обозначение пределов огнестойкости конструкций

Обозначение предела огнестойкости строительной конструкции состоит из условных обозначений нормируемых для данной конструкции предельных состояний и цифры, соответствующей времени достижения одного из этих состояний (первого по времени) в минутах.

Например:

R 120 - предел огнестойкости 120 мин - по потере несущей способности;

RE 60 - предел огнестойкости 60 мин - по потере несущей способности и потере целостности, независимо от того, какое из двух предельных состояний наступит ранее;

REI 30 - предел огнестойкости 30 мин - по потере несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности, независимо от того, какое из трех предельных состояний наступит ранее.

При составлении протокола испытаний и оформлении сертификата следует указывать предельное состояние, по которому установлен предел огнестойкости портландцемента.

Если для конструкции нормируют (или устанавливают) различные пределы огнестойкости по различным предельным состояниям, обозначение предела огнестойкости состоит из двух или трех частей, разделенных между собой наклонной чертой.

БИБЛИОГРАФИЯ

Правила по стандартизации ПР 50.1.74-2004 «Порядок подготовки проектов национальных стандартов Российской Федерации и проектов изменений к ним к утверждению, регистрации и опубликованию. Внесение поправок в стандарты и подготовка документов для их отмены».

Размещено на Allbest.ru