Файл: И. Н. Максимова метрологическое обеспечение строительства рекомендовано Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования Московский государственный строительный.pdf

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенский государственный университет архитектуры и строительства
И.Н. Максимова МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА Рекомендовано Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет в качестве учебного пособия для студентов ВПО, обучающихся по программе бакалавриата по направлению подготовки 270800 – Строительство Регистрационный № рецензии 2320 от 25 апреля 2013 г. Пенза 2013

2
УДК 69:006.91(075.8)
ББК я М Рецензенты кафедра Строительные материалы и технологии (завкафедрой доктор технических наук, профессор, чл.Bкор.
РААСН ВТ. Ерофеев) Мордовского государственного университета им. Н.П.
Огарева; доктор технических наук, профессор ЮГ. Иващенко (Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина) М
Максимова И.Н. Метрологическое обеспечение строительства учеб. пособие
/ И.Н. Максимова. – Пенза ПГУАС, 2013. – 336 с.
ISBN 9785928209124 Рассматриваются вопросы история развития метрологии структура государственной системы обеспечения единства измерений научная, техническая и нормативная база метрологического обеспечения строительства система физических величин и нормативные документы, применяемые в строительстве метрологическое обеспечение строительного контроля и основы контроля качества строительных материалов. В приложениях дается информация о средствах измерения, используемых в строительстве и серийно изготавливаемых на предприятиях, с основными их техническими характеристиками перечне государственных стандартов, действующих на территории Российской Федерации и регламентирующих правила и средства измерения в строительстве терминологии, структуре и буквенных обозначениях системы нормативных документов типовом перечне средств измерений, применяемых в строительстве. Предлагаемое учебное пособие охватывает часть (несколько разделов) учебной программы дисциплины Основы метрологии, стандартизации, сертификации и контроля качества согласно ФГОС III поколения по направлению подготовки
270800 – Строительство (квалификация бакалавр.
 Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, 2013
© Максимова И.Н., 2013
ISBN 9785928209124

ПРЕДИСЛОВИЕ Основной тенденцией в развитии метрологического обеспечения является переход от существовавшей ранее сравнительно узкой задачи обеспечения единства и требуемой точности измерений к принципиально новой задаче обеспечения качества измерений. Качество измерений – понятие более широкое, чем точность измерений. Оно характеризует совокупность свойств средств измерений, обеспечивающих получение в установленный срок результатов измерений с требуемыми точностью (размером допускаемых погрешностей, достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью. Понятие метрологическое обеспечение применяется, как правило, по отношению к измерениям (испытанию, контролю) в целом. В тоже время допускают использование термина метрологическое обеспечение технологического процесса (производства, организации, подразумевая при этом метрологическое обеспечение измерений (испытаний или контроля) в данном процессе, производстве, организации. Объектом метрологического обеспечения являются все стадии жизненного цикла изделия (продукции) или услуги. Под жизненным циклом понимают совокупность последовательных взаимосвязанных процессов создания и изменения состояния продукции от формулирования исходных требований к ней до окончания эксплуатации или потребления. Так, на стадии разработки продукции для достижения высокого качества изделия производится выбор контролируемых параметров, норм точности, допусков, средств измерения, контроля и испытания. Также осуществляется метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации. Необходимый уровень достоверности измерений в строительстве определяют проектная документация и стандарты, а его возможность – метрологическое обеспечение. Стандарты ставят цели, которые должны быть достигнуты в производстве, а метрология является инструментом, позволяющим прийти к этой цели кратчайшим путем. Метрология в строительном производстве находится на стыке производства и проектной документации. Предлагаемое учебное пособие охватывает часть (несколько разделов) учебной программы дисциплины Основы метрологии, стандартизации, сертификации и контроля качества согласно ФГОС
III поколения по направлению подготовки 270800 – Строительство квалификация бакалавр.

Целью обучения студентов данной дисциплине является формирование у них знаний общих закономерностей проявлений количественных и качественных свойств объектов посредством измерительных процедур (измерений) и понимания основ и роли стандартизации, сертификации и контроля качества в обеспечении безопасности и качества в строительстве, а также использование полученной при измерениях информации о количественных свойствах объектов для целенаправленной производственной, научной, испытательной и иной деятельности в области строительства. Задача данного учебного пособия – дать обучающимся необходимый объем теоретических и практических навыков, которые позволят организовывать метрологическое обеспечение строительных процессов, процессов производства строительной продукции и контроля качества в строительстве. В разделе 1 кратко изложена история развития метрологии. В разделе 2 рассмотрены принципы построения систем единиц физических величин, приведены основные понятия РМГ 29C99, даны определения основных единиц Международной системы единиц физических величин. В разделе 3, согласно СН 528C80, представлен типовой перечень применяемых в строительстве единиц физических величин, который разработан на основе анализа используемых в нормативных документах по строительству единиц и величин, расчетных формул, терминов и обозначений и действие которого распространяется наследующие разделы производных единиц пространства и времени строительной механики гидромеханики и механики грунтов электрических и магнитных величин строительной теплофизики, акустики и светотехники ионизирующих излучений. Приведены правила образования и рекомендации по применению десятичных кратных и дольных единица также их наименований и обозначений правила написания наименований и обозначений производных единиц рекомендации по применению наименований физических величин правила пересчета значений физических величин из ранее употреблявшихся и подлежащих изъятию единиц в единицы СИ, а также в допускаемые к применению единицы, не входящие в СИ. В разделе 4 изложены сведения о существующей структуре государственной системы обеспечения единства измерений, в том числе эталонной базе страны и парке средств измерений некоторые вопросы нормативной правовой и методической базы метрологического обеспечения (состояние основных мероприятий по государственному регулированию обеспечения единства измерений, интеграция в международную систему метрологии. В разделе 5 описана техническая база метрологического обеспечения вопросы методики выполнения измерений, метрологической экспертизы технической документации, соблюдения требований к экспертам. В разделе 6 приведены данные о сложившейся системе нормативных документов в строительстве. В разделе 7 кратко изложены нормативные требования к поверке средств измерений в строительстве. В разделе 8 обоснованы нормативные требования по метрологическому обеспечению строительного контроля описаны существующие виды контроля, специальные контролирующие службы обобщены результаты анализа номенклатуры средств измерений с оценкой возможностей и методов контроля качества отдельных видов строительноC
монтажных работ, выполненных с использованием различных строительных конструкций и конструкционных материалов (бетон, камень, арматура, цемент, металл и др представлены рекомендации по организации и осуществлению контроля качества, позволяющие оперативно ориентироваться по основным параметрам действующих нормативных документов на основные виды строительноCмонтажных и специальных работ, строительных материалов, изделий и конструкций рассмотрен порядок осуществления геодезического контроля точности и приемки различных видов геодезических работ приведена номенклатура важнейших групп строительных материалов и изделий с изложением основных требований, предъявляемых к ними освещением существующих технических правили положений, необходимых для правильной оценки свойств строительных материалов. Автор будет благодарен за замечания, высказанные по содержанию данного учебного пособия.

ВВЕДЕНИЕ Строительство играет исключительно важную роль в развитии экономической системы государства. Оно решает проблему удовлетворения одной из основных потребностей человека – потребности в жилье. Современное жилье представляет собой совокупность градостроительных, инженерных, архитектурных, эстетических и других решений, отражает научноCтехнический и экономический уровень развития государства. В условиях экономической реформы существенное повышение качества строительной продукции является важнейшим условием интенсивного развития строительной отрасли в целом. Низкий уровень качества снижает экономическую эффективность капитальных вложений, отрицательно влияет на экономику страны, затрудняет решение социальноCэкономических задач. Фактический уровень качества конечной продукции строительства зависит от качества научноCисследовательских и экспериментальных работ, нормативной и проектной документации, строительных материалов, конструкций и оборудования, применяемых строительных машин и механизмов, а также качества труда непосредственных исполнителей и техникоCэкономических особенностей строительства. Эксплуатационный уровень качества проявляется и поддерживается в процессе эксплуатации законченных строительством объектов. Для решения проблемы качества строительной продукции необходимо решать проблему качества промежуточной продукции, включающей нормативную и проектную документацию, строительные материалы, конструкции и оборудование, строительноCмонтажные работы, а также проблему качества эксплуатации зданий и сооружений. Метрологическое обеспечение строительства – это мероприятия, связанные с использованием научных и организационных методов, норм и правил, оборудования, необходимых для достижения единства и точности измерений в процессе проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений. Единство и точность измерений – состояние, когда все измерения сделаны в установленных единицах измерения и имеют известную погрешность.

Основными целями метрологического обеспечения строительства являются
 повышение качества и экологической безопасности строительной продукции
 повышение эффективности управления строительным производством
 обеспечение метрологического сопровождения сертификации продукции
 повышение эффективности экспериментов и испытаний. Количество контрольноCизмерительных операций в строительстве постоянно возрастает, превышая в ряде случаев число технологических операций, а ошибки при выполнении их в равной степени снижают качественные показатели строительства. Измерения являются основным источником информации о количестве, свойствах, физикоCмеханических и геометрических характеристиках строительных материалов, конструкций и технологических процессов, на основе которых осуществляют учет, управление и техническое совершенствование всех этапов возведения зданий и сооружений. В строительном производстве деятельность метрологической службы должна быть тесно увязана с технологией выполнения работ. Для обеспечения требуемой точности и высокой надежности всех контрольноCизмерительных операций необходимо соблюдение следующих условий
 в технической документации должно быть предусмотрено необходимое количество контрольных операций с указанием методов и средств измерений
 измерительные приборы должны поверяться через строго установленные промежутки времени
 для всех измерений должна быть разработана документация, определяющая методику измерений
 строительноCмонтажные участки должны быть обеспечены необходимыми измерительными приборами
 измерения должны осуществляться работниками соответствующей квалификации, имеющими специальную подготовку. Несоблюдение хотя бы одного из вышеперечисленных условий приводит к получению неверных или недостаточно надежных результатов. Номенклатура и объем контрольноCизмерительных операций в строительстве достаточно велики. Например, только в строительноC
монтажном производстве необходимо измерять и контролировать

около 600 показателей. Для их измерения используют до 700 наименований различных видов приборов, машин, оборудования и инструментов поэтому для выполнения качественных измерений на строительной площадке должны быть приборы необходимой точности измерений и специалисты, умеющие их применять. Возможность достижения точности измерений осуществляется за счет метрологического обеспечения. Несвоевременные и недостоверные данные отрицательно влияют на качество строительства, а следовательно, и на его безопасность. Определенную сложность в решении проблем качества создает недостаточность законодательной, нормативноCтехнической и методической базы, связанная с глобальным пересмотром и реформированием систем технического регулирования строительства. Итак, перед строительной отраслью стоит сложнейшая задача повышения качества вновь вводимого жилья, его надежности и долговечности.

9 1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МЕТРОЛОГИИ Метрология как наука и область практической деятельности имеет древние корни. На протяжении развития человеческого общества измерения были основой взаимоотношений людей между собой, с окружающими предметами, природой. При этом вырабатывались определенные представления о размерах, формах, свойствах предметов и явлений, а также правила и способы их сопоставления. Раздробленность территорий и населяющих их народов обуславливала индивидуальность этих правили способов. Поэтому появлялось множество единиц для измерения одних и тех же величин. Наименования единиц и их размеров в давние времена давались чаще всего в соответствии с возможностью определения их без специальных устройств, те. ориентировались нате, что были под руками и под ногами. В России в качестве единиц длины были пядь, локоть. Первоначально под пядью понимали максимальное расстояние между концами вытянутых большого и указательного пальцев взрослого человека. В XVI в. мерную пядь приравняли к четверти аршина, а в дальнейшем пядь как мера длины постепенно вышла из употребления. Локоть как мера длины применялась в древние времена во многих государствах (на Руси, в Вавилоне, Египте и других странах) и определялась как расстояние по прямой от локтевого сгиба до конца среднего пальца вытянутой руки (или большого пальца, или сжатого кулака. Естественно, размер локтя был различным. Одной из основных мер длины в России долгое время была сажень упоминается в летописях начала Х в. Размер ее также был непостоянен. Применялись простая сажень, косая сажень, казенная сажень и др. При Петре 1 по его Указу русские меры длины были согласованы с английскими мерами. Так одна сажень должна была равняться семи английским футам. В 1835 г. Николай 1 своим Указом правительC
ствующему Сенату утвердил сажень в качестве основной меры длины в России. В соответствии с этим Указом за основную единицу массы был принят образцовый фунт, как кубический дюйм воды при температуре 13,3 градуса Реомюра в безвоздушном пространстве (фунт равнялся 409,51241 грамм. Кроме перечисленных мер длины в России использовались и другие меры длины аршин (0,7112 м, верста (в разные времена размер версты был различным. Для поддержания единства установленных мер еще в древние времена применялись эталонные (образцовые) меры, которые хранились в Церквях, т.к. Церкви являлись наиболее надежными местами

для хранения ценных предметов. В принятом в г. Уставе говорилось, что переданные на хранение епископу меры надлежало блюсти без пакости, ни умаливати, ни умноживати и на всякий год взвешивати». Таким образом, уже в те времена производилась операция, которая позже стала называться поверкой. За умышленно неправильные измерения, обман, связанные с применением мер, предусматривались строгие наказания («казнити близко смерти. По мере развития промышленного производства повышались требования к применению и хранению мер, стремление к унификации размеров единиц. Так, в 1736 г. российский Сенат образовал комиссию мер и весов. Комиссии предписывалось разработать эталонные меры, определить отношения различных мер между собой, выработать проект Указа по организации поверочного дела в России. Архивные материалы свидетельствуют о перспективности замыслов, которые предполагала реализовать комиссия. Однако изCза отсутствия средств эти замыслы в то время небыли реализованы. В 1841 году в соответствии с принятым Указом О системе Российских мер и весов, узаконившим ряд мер длины, объема и веса, было организовано при Петербургском монетном дворе Депо образцовых мер и весов – первое государственное поверочное учреждение. Основными задачами Депо являлись хранение эталонов, составление таблиц русских и иностранных мер, изготовление менее точных по сравнению с эталонами образцовых мер и рассылка последних в регионы страны. Поверка мер и весов на местах была вменена в обязанность городским думам, управами казенным палатам. Были организованы ревизионные группы, включающие представителей местных властей и купечества, имеющие право изымать неверные или неклейменные меры, а владельцев таких мер привлекать к ответственности. Таким образом, в России были заложены основы единой государственной метрологической службы. Вначале Х в. появились книги, в которых содержалось описание действующей русской метрологической системы Л.Ф.МагC
ницкого Арифметика (1703 г, Роспись полевой книги (1709 г. Позже, в 1849 г. была издана первая научноCучебная книга ФИ. ПетC
рушевского Общая метрология (в двух частях, по которой учились первые поколения русских метрологов. Важным этапом в развитии русской метрологии явилось подписание Россией метрической конвенции 20 мая 1875 г. В этом же году была создана Международная организация мер и весов (МОМВ). Местопребывания этой организации – Франция (г. Севр). Ученые России