Tömörség- és teherbírás mérés B&C berendezéssel, radioaktív izotóp nélkül COLAS-KKK Korreferátum 2006.05.02 Subert
Az EU tömörségmérési irányelvei nem szándékozik az izotópos mérést alkalmazni (lásd: FGSV-516) nem szeret négykézláb mérni (kiszúróhenger, homokkitöltés, gumimembrán) kedveli a dinamikus módszert (lásd Evd összehasonlításos minısítés) CCC - módszer (hengereken gyorsulásmérık és más újabb tapasztalati vizsgálati módszerek alkalmazása) MI A MEGOLDÁS? EU
A képlet egyszerő: + = Teherbírás mérés Tömörség mérés B&C dinamikus tömörség- és teherbírás mérı
A B&C tömörség- és teherbírás mérı készülék két mérést végez egyszerre, gazdaságosan, egyszerően, környezetbarát módon, radioaktív izotóp nélkül!
Hagyományos tömörség-ellenırzı módszerek MSZ 15320 ÚT 2-3.103 MSZ 14043-7 sőrőségmérés: Viszonyítási sőrőség 2005-ig: Földmővek tömörségének meghatározása radioizotópos módszerrel Radiometriás tömörségmérés (sőrőségmérés) Talajok tömörségének és tömöríthetıségének vizsgálata - homok kitöltéses - gumimembrános módszer - kiszúróhengeres módszer módosított proctor: MSZ 14043-7 szerint ρ d max Viszonyítási sőrőség 2005-tıl: MSZ EN 13286-2 módosított Proctor MSZ EN 13286-3 Vibrosajtolásos MSZ EN 13286-4 Vibrokalapácsos MSZ EN 13286-5 Vibroasztalos Kérdések: Összehasonlítások, optimális víztartalom és sőrőségmaximum alakulása Tömörség ellenırzése
ÚT 2-2.124 ÚME Földmővek, szemcsés talajjavító és védırétegek, kötıanyag nélküli alaprétegek dinamikus tömörségének és teherbírásának helyszíni meghatározása könnyő ejtısúlyos kézi berendezéssel. A vizsgálati eljárás alkalmazható Legfeljebb 63 mm legnagyobb szemnagyságú, D 63mm max ~40 cm vastagságú friss építéső réteg (építési folyamat közeli) vizsgálatára v 2,5d = 2,5 163mm 40cm A vizsgálati eljárás NEM alkalmas: - hidraulikus (kötött) rétegek, - melegbitumenes rétegek, - Régi építéső réteg esetén csak a relatív tömörség meghatározása lehetséges ÚT 2-2.124 Útügyi Mőszaki Elıírás
Vizsgálati módszer
s+v+l l1 v1 l2 v2 s1 s2 l1>l2 v1=v2 s1=s2 Tömörödés: levegı eltávolítása a rendszerbıl l = l2-l1 Proctor vizsgálat: MSZ 14-043/7 nedvesen lehúzzuk a tetejét Vn= constans modell Vizsgálati módszer
Relatív tömörségi fok: A fajlagos alakváltozás elmélete alapján: T re % 1 ε 01 = 100 1 ε 53 [%] 1 elsı / Σ 1 utolsó / Σ érzékeny az elsı ejtésre! Alternatív módszerrel: T re % = 100 Φ Dm [%] Ahol: Φ= lineáris együttható Dm= alakváltozási mutató Dm= (summa süllyedési amplitúdók különbsége * az ejtések számával) / 18 Relatív tömörségi fok
Vn=const Gsz-w% 5 g/cm 3 / kg 4 3 2 1 Vn=constans modell (Proctor) Vn=const Gsz-w% 0 0 2 4 6 8 10 12 w% 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 6 víztartalom w% 10.1 8.1 6.4 4.4 3.7 1.9 száraz tömeg (kg) 4.255 4.420 4.503 4.482 4.482 4.441 száraz sőrőség g/cm3 2.06 2.14 2.18 2.17 2.17 2.15 Proctor-vizsgálat Vn=constans
V cm 3 Gsz=const V-w% összefüggés 2200 2180 2160 2140 2120 2100 2080 2060 2040 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 w% Gsz=constans modell (számított) Gsz=const h-w% összefüggés 16 14 12 10 w % / mm 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 6 víztartalom w % 10.1 8.1 6.4 4.4 3.7 1.9 magasságkülönbség (mm) 14.732 4.727 0.000 1.165 1.165 3.529 Konvertálás Gsz=constansra
Alakváltozás tömörségi fok összefüggése
Gsz = constans modellbıl számított térfogatváltozás és tömörségi fok TrE%= 100 0,365*Dm, ahol Dm süllyedési amplitúdó Alakváltozás és tömörség (mm) összefüggése n=150 Tömörségi fok Trd% 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 80 79 78 77 76 75 y = -0,3642x + 100 R 2 = 0,9967 y = 0,0013x 2-0,3934x + 100 R 2 = 1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 alakváltozás mm min % T rd 71% A dinamikus tömörségi fok összefüggése eltérı sőrőségeknél
Proctor pontok: alapadat a T rw -hez Víztartalom mérés Helyszínen wt% T-90 Trident USA dielektromos állandó elvén mőködı mikrohullámú nedvességmérı készülékkel. mindig többet vizsgáljunk, egy görbében ábrázoljuk (2-3) * 5 Proctor pont ideális - határozzuk meg az egyenletét regressziós analízissel - határozzuk meg a korreláció szorosságát - T rw értékeit a víztartalom függvényében T rw = ρdi ρ d max ( 1.00) Vizsgálati módszer
Izotópos tömörségmérés pontossága
Izotópos mérés szükséges darabszáma az átlagképzéshez +/-3%-os pontossági elvárás esetén.n= 3 4 5 6 7 8 9 10.ts 2,92 2,35 2,13 2,0 1,94 1,89 1,86 1,83 = ± 8 Trg% 5,6 Trg% 4,6 Trg% 3,9 Trg% 3,5 Trg% 3,2 Trg% 3,0Trg% 2,8 Trg% A dinamikus tömörségmérésben a +/-2% pontosság igen nagy biztonsággal tartható, azaz 300%-kal jobb, mint az eddig alkalmazott izotópos tömörségmérési módszer. Minden kritikát érdemes tehát ehhez a hatékonysághoz mérni. Izotópos mérés elvárt pontossága
párhuzamos görbék szakaszain mindig ugyanazt a relatív tömörségi fokot kapjuk 100% - 100% 97% - 96% 93% - 93% 91% - 97% - 99% 92% - 97% - 99% 92% - 97% - 99% Különbözı intenzitású tömörítések hatása a tömörségi fokra
Viszonyítási sőrőség bizonytalansága
Ф értékei Ézsiásnál Sorszám -Ф -X2 Lin.regr.együtthatói X1 C szorosság R 2 Figyelembe vett ρs 1 0,365 0,003 0,08 1,53 0,95 2,76 2 0,349 0,003 0,08 1,51 0,89 2,60 3 0,371 0,003 0,05 1,75 0,96 2,68 4 0,388 0,002 0,04 1,81 0,98 2,65 5 0,388 0,002 0,04 1,82 0,97 2,65 6 0,383 0,002 0,04 1,82 0,98 2,67 7 0,384 0,003 0,06 1,76 0,95 2,69 8 0,373 0,003 0,04 1,83 0,96 2,69 9 0,380 0,003 0,06 1,64 0,96 2,65 Más minták regressziós analízisének eredményei Ézsiásnál Minta Iszapos homokliszt Dolomit murva Pernye Töltésanyag Kavicsos Homok -Ф 0,381 0,383 0,362 0,387 -X2 0,003 0,002 0,003 0,002 Lin.regr.együtthatói X1 0,05 0,02 0,02 0,03 C 1,66 2,23 0,63 1,81 szorosság R 2 0,93 0,96 0,87 0,97 Figyelembe vett ρs 2,60 2,80 1,33 2,62 Ф értékei Ézsiásnál
Proctor tömörítı berendezés munkavégzése (MSZ 14043/7) Döngölıfej átmérı: 51mm (A KKK jelentés ezt nem veszi figyelembe) Döngölıfej tömege 4,5 kg Proctor edény átmérıje 102 mm (h=116 mm) Ejtési magasság: 46 cm Rétegenként 25 ütés 5 réteg: 5*25 ütés Egy réteg 5cm vastag Proctor edény területe Fp=(10,2*3,14)/4=81,67 cm 2 Döngölési terület: Fd=(5,1 2 *3,14)/4=20,4 cm 2 Fp/ Fd=4,00 const (azaz a döngölıfej a sablon felületének negyedét döngöli, miközben fordul) Ütés/réteg teljes felületen: 25/4=6,25 ütés/réteg: 6,25*5=31,25 ejtés Munka W=mgh=Gh=4,5*0,46*31,25= 64,7mkp/próbatest Munka/ felület= 64,7/81,67=0,792 mkp/ cm 2 11,6 cm edénymagassághoz B&C kistárcsás mérıberendezés munkavégzése (ÚT 2-2.124) d=163 mm tárcsaméret Ejtısúly tömege 11 kg +/-1kg Ejtési magasság: 75 cm Tárcsa területe Ft=(16,3 2 *3,14)/4=208,57 cm 2 Munka W=mgh=Gh=11*0,75=8,25 mkp Munka/ felület = 8,25/208,57=0,0395 mkp/ cm 2 20 cm rétegvastagsághoz Azonos tömörítı munkához szükséges ütésszám: 0,792/0,0395*(20/11,6)=20,1*1,7=34 db lenne 70,8%-ról tömörítve 100%-ig gyakorlatilag feltehetjük, hogy a tömörség már legalább 80-85% azaz 20/29,2=51-68% is elég Fentiek alapján 11kg ejtısúllyal kb 0,51*34 illetve 0,68*34 azaz 17-23 ütés szükséges. A szükséges tömörítési munka számítása
Gsz=2000g Gsz=3202g H cm dh mm dh % Trg% 16,16 4,3 2,7 97,3 15,8 0,7 0,4 99,55 15,73 0 0,0 100 16,15 4,2 2,6 97,37 16,59 8,6 5,2 94,8 H cm dh mm dh % Trg% 25,88 6,98 2,7 97,3 25,29 1,14 0,5 99,55 25,18 0 0,0 100 25,86 6,81 2,6 97,37 26,56 13,82 5,2 94,8 Proctor-optimum száraz tömegétıl való eltérése esetén alkalmazható arányosítás
PROCTOR w% 4 4,0 6,3 7,7 9,3 11,2 12,2 12,9 13,3 14,3 14,8 15,8 17,8 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 ρdi 1,90 1,90 1,95 1,98 2,00 1,98 1,97 1,94 1,94 1,92 1,89 1,87 1,83 1,89 1,85 1,82 1,79 1,75 ρdmax Wopt 2,00 9,3 Trw Nedvességkorrekciós tényezı regresszió-analízise
LÖSZ ISZAPOS HOMOKLISZT I. ISZAPOS HOMOKLISZT II. mintaszám 5db mintaszám 43db ÁKMI mintaszám 3db izotóp B&C izotóp B&C Izotóp B&C 4.2 1.3 rel szórás 3.9 3.9 rel szórás 6.2 3.4 rel szórás 3.3 1.2 szórás 3.7 3.8 szórás 5.7 3.2 szórás 77.0? 95.0 átlag 93.1 95.7 átlag 91.3 94.7 átlag KOHÓSALAK HOMOKOS KAVICS DOLOMIT mintaszám 10db mintaszám 43db mintaszám 3db Izotóp B&C izotóp B&C Izotóp B&C 2.5 4.5 rel szórás 2.7 2.8 rel szórás 3.2 3.4 rel szórás 2.5 4.2 szórás 2.6 2.7 szórás 3.0 3.2 szórás 99.8 94.0 átlag 96.2 95.0 átlag 94.1 94.5 átlag Átlag Szórás rel.szórás 94.1 95.1 5.3 3.3 5.6 3.4 KKK Jelentés 94.9 95.1 3.9 3.3 4.1 3.5 Helyesbített Megjegyzés: A dinamikustömörségi fok itt figyelembe vett értékei egyedi értékek, melynek szórása a mértékadó tömörség számításakor tovább csökken, míg az átlaga változatlan marad. Az izotópos tömörségmérés itt figyelembe vett értékei 3-3db, 120 -ban elfordított egyedi mérések átlagai, így a halmaz szórása ezzel arányosan lecsökkent mértékő. Tovább már nem csökkenhet. Összehasonlító eredmények
KKK jelentés A mért dinamikus tömörség nem azonos az izotópossal az F és T-próba szerint p=0,001 szinten A dinamikus tömörség számításának módszere önkényes, a módszer alapelvével is ellentétes A Φ értéke jellemzıen nincs 0,365+/- 0,025 között Magasabb tömörségi fokot mutat a dinamikus mérés, mint az izotópos A Trw nedvességkorrekciós tényezı túl érzékeny, emiatt a pontatlanság magas Az alapelv igéretes, mely szerint a mért süllyedési görbébıl a tömörségi fokra lehet következtetni A módszer továbbfejlesztésével érdemes foglalkozni Összefoglalás Korreferátum Azonosnak vehetı a T és F-próba alapján is, ha 5db hibás mérést elhagyunk a 114- bıl. Ezért nem ért egyet. Nem ért egyet, tisztázta. A módszer megválasztása szerzıi jog Nem ért egyet, számításokkal igazolta Nem ért egyet: a.) a jelenlegi is alig magasabb b.) a jelenlegi anyagtípusokra bontva vegyes c.) több összehasonlítás is volt már Nem ért egyet, a wopt környezetében kimondottan jó Egyetért, továbbfejlesztés a tömörödési görbe matematikai egyenletének meghatározásával és alkalmazásával Egyetért, azzal, hogy alkalmassága már ma is jóval kedvezıbb, mint az izotópos mérésé Indoklás Kiegészítı számításokat elvégeztünk α=0,1 szignifikanciaszinten és megfelelt A következtetés félreértések sorozatára alapozódott és a Φ számításának elmaradása miatt nem lehetett ezt tisztázni A Vn-Gsz átszámításokat elvégezve, Φ adatai megfelelık a.) A KKK-ban feldolgozott 11 anyag 114 mérésénél sem igaz, hol egyik, hol másik a magasabb. b.) Bizonyítható, hogy a jelenlegi izotópos mérés bünteti Kivitelezıt A ρdmax legkisebb érzékenysége is elképesztıen változó, a KTI-ÁKMI körvizsgálatok szerint A Proctor-vizsgálatból számolható Gsz=constans modellállapotból levezethetı az alakváltozással való összefüggés Egyszerő, gyors, pontos és olcsó mérési módszer, mely nem károsítja az egészséget és a környezetet. Összefoglalás
Költség* Izotópos mőszer Beszerzési ár (mőszer eft/ amortizációs év) Éves fenntartási költség, engedélyek, kalibráció Kapcsolódó költségek (tárolás, szállítás) Bérköltség (a kedvezıbb vizsgálati idı hatása nélkül) ÖSSZES KÖLTSÉG / ÉV % ARÁNY 800 eft 800 eft 1.300 eft 3.600 eft (2 fı) 6.500 eft/mőszer 100% Megjegyzés: *A dinamikus modulust mérı másik eszköz figyelembevétele nélkül B&C mőszer 700 eft 200 eft 200 eft 1.800 eft (1 fı) 2.900 eft/mőszer 44% Bevétel* Bevételnél figyelembe vett számlázási ár 5 ezer mérés Fajlagos kiszállási költség ÖSSZES ÁRBEVÉTEL % ARÁNY Megjegyzés: *A dinamikus modulus mérése nélkül Nyereség* Bevétel/ év Költség / év Nyereség NYERESÉG / ÉV / fı % ARÁNY Izotópos mérés 19.000 eft 19.000 eft 38.000 eft/mőszer 100% Izotópos mőszer 38.000 eft 25.500 eft (2 fı) 12.500 eft(2 fı) 6.250 eft/fı 100% B&C mérés 10.000 eft 19.000 eft 29.000 eft/mőszer 76% B&C mőszer 29.000 eft 20.800 eft (1 fı) 8.200 eft/ fı 8.200 eft/fı 131% Megjegyzés: *A dinamikus modulust mérı másik eszköz figyelembevétele nélkül Gazdaságosság
B&C KÖSZÖNÖM A FIGYELMÜKET