Все составляющие уравнения взаимозависимы. Решение оптимизационных задач связано с некоторыми ограничениями, вызванными наличием материальных ресурсов и условиями выполнения работ.
На стадии проектирования производства работ оптимизационные расчеты могут применяться для сравнения эффективности метода термоса с другими методами зимнего бетонирования. При этом следует рассматривать все возможные способы уменьшения расхода цемента и срока твердения бетона (утепление опалубки, применение цементов с повышенной экзотермией и ускорителей твердения, уменьшение водопотребности смеси и др.).
При расчетах составов бетонов для зимнего бетонирования, подвергаемых электропрогреву или другим способам термической обработки, необходимо учитывать различный прирост прочности при разогреве, изотермическом прогреве и охлаждении бетона, поскольку средние значения температур в каждый период обработки существенно отличаются.
6. Бетоны с противоморозными добавками
К наименее энергоемким технологиям зимнего бетонирования относятся технологии, предполагающие введение в бетонные смеси противоморозных добавок. Применение их возможно в комплексе с технологиями термоса, электропрогрева, пароразогрева и др. Во всех случаях исходной технико-экономической задачей является назначение расчетной температуры твердения бетона tб.ср.
В конкретных технологических условиях необходимое значение tб.ср. может достигаться как за счет регулирования начальной температуры бетона, так и ограничением конечной температуры твердения.
На выбор конечной температуры влияют прежде всего температурные условия окружающей среды и возможная конструкция опалубки.
Определение необходимой tб.ср должно быть увязано с заданными значениями нормируемых свойств и возможными ограничениями во времени.
При положительной температуре твердения tб.ср химические добавки выступают в роли ускорителей твердения, увеличивая соответственно А?,t или уменьшая при заданном А,t - срок твердения.
При отрицательном значении tб.ср возникает необходимость применения противоморозных добавок.
7. Легкие бетоны
Расчет составов легких бетонов направлен на предварительное определение расходов входящих в них компонентов, обеспечивающих при заданных условиях твердения достижение нормируемых показателей. Во всех случаях проектирование составов легких бетонов наряду с прочностью при сжатии должно обеспечивать их заданную плотность.
Проектирование составов легких бетонов может производиться:
1) при заданных видах крупного и мелкого заполнителей с известными значениями их плотности;
2) при заданном виде и плотности крупного пористого заполнителя с возможным выбором вида песка;
3) с выбором как крупного так и мелкого заполнителей.
Выбор марки цемента производится с учетом рекомендаций. В соответствии с ними при данном классе бетона эффективность повышения марки цемента тем больше, чем ниже средняя плотность бетона и меньше прочность крупного пористого заполнителя.
Выбор крупного пористого заполнителя производится на основе эмпирических данных, связывающих его насыпную плотность с плотностью и прочностью бетона (Rб).
Минимально возможная плотность крупного пористого заполнителя определяется из условия достижения заданной прочности бетона в зоне эффективных составов (первый участок кривой Rб=f(Rр), где Rр- прочность раствора).
Известно, в частности, что для плотного легкого бетона максимальное отношение рекомендуется при до 800 кг/м3 - 0,40, 800...1100 кг/м3 - 0,45, 1200...1400 кг/м3 - 0,50, 1400...1800кг/м3 - 0,55.
Вид песка, характеризуемый плотностью его зерен, зависит от требуемой плотности растворной составляющей, а последняя от необходимой плотности бетона.
Предлагаемые ниже алгоритмы расчета составов легких бетонов, основаны на сформулированных в разделе 4 правиле "приведенного Ц/В" и соответствующих расчетных зависимостях прочности бетонов, учитывающих как Ц/В так и объем пор, образованных пористыми заполнителями и вовлеченным воздухом. Линейная зависимость прочности легких бетонов от приведенного Ц/В сохраняется в области эффективных составов, когда крупный заполнитель работает совместно с растворной составляющей, т.е. в пределах первой фазы кривой прочности бетона в зависимости от прочности входящего в него раствора (по А.И.Ваганову).
Традиционные методики проектирования составов легких бетонов основаны на предварительном назначении расхода цемента и объемной концентрации пористого заполнителя на основе эмпирических данных, учитывающих прочность и плотность бетона, подвижность бетонной смеси, плотность и прочность заполнителей. С этой целью могут быть использованы как табулированные справочные данные, так и соответствующие уравнения регрессии.
Расчет составов легких бетонов методом "приведенного Ц/В" предполагает определение параметра Z из уравнения, а затем последовательное определение необходимых расходов крупного и мелкого заполнителей, вовлеченного воздуха, воды и цемента.