Основи теорії та методології багатопараметричного проектування складів бетону - Автореферат

Всебічне урахування цих особливостей необхідне при призначенні проектних вимог і проектуванні оптимальних складів бетону, що забезпечують комплекс його необхідних властивостей - багатопараметричному проектуванні складів бетону (БПСБ). Необхідність урахування складних експлуатаційних впливів на бетон обумовлює актуальність БПСБ поряд з розвитком традиційної методології проектування складів бетону за міцністю й легкоукладальністю. Для реалізації поставленої мети потрібно було вирішити наступні основні задачі: Визначити на основі взаємозвязків властивість-структура-склад бетону можливість одержання рівнянь подібності, які звязують основні властивості бетонної суміші і бетону з параметрами їх структури та на цій основі розрахункових залежностей, які враховують підвищену кількість різноманітних технологічних факторів для проектування складів бетону. Розробити кількісні залежності для урахування температурного фактору й особливостей параметрів режиму тепловологісної обробки бетонів при проектуванні складів бетону. § З застосуванням експериментально обґрунтованих залежностей між показниками властивостей бетону та різними рецептурно-технологічними факторами розроблені загальні схеми рішення задач БПСБ і алгоритми розрахунку складів дорожнього і гідротехнічного бетонів, бетонів, що піддаються тепловологісній обробці, для бетонування в зимових умовах і умовах жаркого клімату, з підвищеною тріщиностійкістю, з активними мінеральними добавками, дрібнозернистих і легких бетонів.Найбільш характерними при оптимізації структури бетону є задачі, що припускають досягнення умовного екстремуму тобто максимально (мінімально) можливого значення критерію при заданих обмеженнях (наприклад, мінімально можливої обємної концентрації цементного каменю при заданих значеннях міцності бетону, легкоукладальності бетонної суміші). При мінімізації витрати цементу в бетонах із заданими властивостями оптимізація структури може бути спрямована на підтримку постійним або навіть збільшення В/Ц без погіршення властивостей бетонів за рахунок використання різних технологічних засобів (повітрявтягуючих добавок, наповнювачів і ін.). Розглядаючи бетони як композиційні матеріали, що складаються з цементного каменю та полідисперсних заповнювачів, можна виділити певні співвідношення фізичних параметрів або критерії, що будуть практично однакові при одній і тій же технології для бетонів одного структурного типу. Якщо структурні критерії подібності бетонів по групах однозначно звязаних між собою властивостей (Рі), то для бетонів з подібними структурами, які забезпечують дані властивості, у відповідності зі сформульованим вище правилом повинна виконуватися умова. Відповідно до правила структурної подібності для міцності () і морозостійкості (F) бетону а також осадки конуса (ОК) бетонної суміші обґрунтовані рівняння подібності: де Ц/В и (Ц/В)с.р-відповідно значення цементно-водного відношення бетону та стандартного цементно-піщаного розчину при визначенні активності цементу (); Fk-параметр, що характеризує співвідношення резервних та відкритих, що насичуються водою, пор; PS-параметр, пропорційний середній умовній товщині шару цементного тіста на зернах заповнювача, який враховує Ц/В цементного тіста; К, а, в - коефіцієнти, що враховують особливості вихідних матеріалів.Перспективним напрямком створення нових прогностичних залежностей, що звязують показники властивостей бетону з його структурою і складом, є використання рівнянь подібності. Обґрунтовано рівняння структурної подібності бетонів, що звязують їх міцність на стиск, показники легкоукладальності бетонних сумішей та морозостійкість із певними фізичними параметрами, практично однаковими для бетонів одного структурного типу. Виконано аналіз водоцементного відношення бетону як параметра його структури з урахуванням розподілу води між цементним тістом і заповнювачами. Доведено, що нормування відносного водовмісту цементного каменю в бетоні з урахуванням обєму води, іммобілізованої заповнювачами, дозволяє визначати В/Ц, яке потрібне для забезпечення необхідних марок бетону за водонепроникністю. Розроблено алгоритми проектування складів бетонів для дорожнього будівництва, гідротехнічних бетонів, бетонів, що піддають пропарюванню, бетонів для використання в умовах низьких та підвищених температур, бетонів з активними мінеральними добавками та дрібнозернистих бетонів, легких бетонів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ