book_23313

6. Задача управления при фиксированном уˆ . Задача управления

заключается в определении такого сочетания факторов, которое обеспечивает заданные показатели выходных параметров. Для этого в полученном уравнении регрессии выбирают наиболее значимый фактор (в данном примере в уравнении прочности бетона (1.34) таким фактором будет х2 – Ц/В).

Решая уравнение регрессии относительно этого фактора, определяют его значение, обеспечивающее при изменении других принятых факторов заданное значение выходного параметра. В результате расчетов по уравнению (1.34) построена номограмма (рис. 1.3), при помощи которой при изменении конкретных технологических факторов можно уточнять значения Ц/В и корректировать состав бетона. Например, для бетона с проектной прочностью 40 МПа при

В=180 кг/м3 (точка а, рис.1.3), Rц=50 МПа (в), Д=0,2% (с), Ц/В=2,05

(d).

7. Задача минимизации ресурсов хі при фиксированном уˆ . Ос-

новным ресурсом, определяющим обычно стоимость бетона, является расход цемента, прямо пропорциональный значению Ц/В. Минимальное Ц/В, которое можно определить по номограмме (рис. 1.3) при минимальном содержании воды будет соответствовать минимальному расходу цемента. Например, для бетона с прочностью 40 МПа минимальный расход цемента достигается при В=160 л и

Ц/В=2,0.

8 и 9. Управление уˆ при двух или одном переменном факторах.

С этой целью могут быть использованы изолинии одинаковых значений уˆ при двух независимых факторах или однофакторные зави-

симости.

Например, для построения изолиний прочности бетона при изменении х2 и х3 в уравнении(1.34) зададим х1=х4=0 и получим уравнение:

41

Задаваясь возможными значениями yˆ и приводя уравнение к

виду х3=f(х2), построим искомые изолинии (рис. 1.4).

Из рис.1.4 следует, что для достижения, например прочности бетона 60 МПа на цементе марки М500 (Rц=50 МПа) следует принять Ц/В=3,0, а на цементе марки М600 – Ц/В=2,58 при постоянных значениях других варьируемых факторов (В=190 кг/м3,

Д=0,25%).

Рис. 1.4. Изолинии прочности бетона

Примером однофакторных зависимостей, которые можно рассчитать на основе модели (1.34) является уравнение (1.37). Оно позволяет управлять прочностью бетона ( уˆ ) изменяя фактор х2 (Ц/В) при постоянном значении других переменных факторах ( х1, х3 і х4).

43

10. Анализ эффекта влияния отдельных факторов. Для графи-

ческой интерпретации влияния отдельных факторов и оценки степени их влияния, преобразуя уравнение (1.34), получим однофакторные модели и графики (табл. 1.24, рис. 1.5).

Таблица 1.24 Результаты расчета экстремальных значений yˆ

по однофакторным моделям

Примечание. В однофакторных моделях неизменяемые факторы приняты на нулевом уровне.

Анализ полученных данных показывает, что по степени значимости факторы можно разместить в ряд х2>x3>x4>x1.

При этом увеличение факторов х2(Ц/В) и х3(Rц) приводит к увеличению yˆ , а фактора х1 – к уменьшению yˆ . Увеличение фактора

х4(Д) от 0 до 0,18% приводит к росту прочности бетона, дальнейшее увеличение к ее уменьшению при прочих равных условиях.

44

2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ БЕТОНА

2.1.Определение свойств бетонных смесей

Основные свойства бетонных смесей нормируются в соответствии с ГОСТ 7473-2010. Этот стандарт разработан с учетом основных положений европейских норм ЕН 206-1:2000. Он распространяется на готовые для применения смеси для изготовления тяжелых (БСТ), мелкозернистых (БСМ) и легких бетонов (БСЛ) на цементных вяжущих, отпускаемые потребителю для возведения монолитных и сбор- но-монолитных конструкций или используемые на предприятиях для изготовления изделий и сборных бетонных и железобетонных конструкций.

Технологическими показателями качества бетонных смесей являются: удобоукладываемость, средняя плотность, пористость, расслаиваемость, температура, сохраняемость свойств во времени, объем вовлеченного воздуха.

Испытания бетонных смесей выполняются в соответствии с ГОСТ 10181-2000 на пробах, объем которых должен обеспечивать не менее двух определений всех контролируемых показателей. Пробы отбирают при производстве сборных и монолитных изделий и конструкций на месте укладки бетонной смеси, перед началом бетонирования из средней части замеса или транспортной емкости, при отпуске товарной бетонной смеси на месте ее приготовления при погрузке в транспортную емкость.

При непрерывной подаче бетонной смеси ленточными конвейерами или бетононасосами пробы отбирают в три приема в течение не более 10 мин.

Бетонную смесь начинают испытывать не позднее 10 мин после отбора пробы при температуре, которая в течение испытаний не должна изменяться более чем на 50С, и в условиях, исключающих потерю влаги или увлажнение.

Перед проведением испытаний отобранную пробу бетонной смеси, при условии, если она предварительно не разогрета и не содержит воздухововлекающие, газообразующие или пенообразующие добавки, дополнительно перемешивают.

Одним из основных показателей качества бетонных смесей является удобоукладываемость, характеризующая их консистенцию и

46

способность укладываться в форму или опалубку при определенном способе уплотнения. Показателями удобоукладываемости бетонной смеси являются осадка или расплыв конуса, жесткость и коэффициент уплотнения. В зависимости от показателя удобоукладываемости бетонные смеси подразделяют на марки (табл.2.1, 2.2).

Таблица 2.1. Марки бетонной смеси по удобоукладываемости

Примечание: Над чертой марка по показателю удобоукладываемости, под чертой значение показателя удобоукладываемости, соответствующее данной марке.

Подвижность бетонной смеси оценивают по осадке (ОК) или расплыву (РК) отформованного из нее конуса. Для определения подвижности применяют, изготовленный из листовой стали нор-

47

Нормальный конус применяют для определения подвижности бетонной смеси с зернами заполнителя наибольшей крупностью до 40 мм, а увеличенный – больше 40 мм.

При проведении испытаний конус устанавливают на гладкий лист и заполняют его бетонной смесью через воронку в три слоя для марок ПІ…П3 и в один слой для марок П4 и П5. Каждый слой бетона уплотняют штыкованием металлическим стержнем в нормальном конусе 25 раз, в увеличенном – 56 раз. Бетонную смесь марок П4 и П5 штыкуют 10 раз.

Рис. 2.1. Конус для определения подвижности бетонной смеси:

а) общий вид стандартного конуса; б) схема стандартного конуса: 1 – ручка; 2 – корпус; 3 – упоры; 4 – сварной шов

После уплотнения бетонной смеси ее избыток срезают вровень с верхними краями конуса, заглаживают ее поверхность, а потом конус плавно снимают в вертикальном направлении на протяжении 5…7 с. Время от начала заполнения конуса до его снятия не должно превышать 3 мин. Осадку конуса (ОК) бетонной смеси определяют, укладывая стержень на верх формы и измеряя расстояние в см (по ЕН 196-1 в мм) от нижней поверхности стержня до верха бетонной смеси с погрешностью до 0,5 см.

Значение ОК вычисляют с округлением до 1,0 см как среднее арифметическое результатов двух определений из одной пробы, отличающихся между собой не более чем:

на 1 см при ОК ≤9см;

48

на 2 см при ОК = 10-15 см; на 3 см при ОК ≥16 см.

При большом расхождении результатов определение повторяют на новой пробе.

Величину осадки конуса бетонной смеси, определенную в увеличенном конусе, приводят к величине осадки нормального конуса умножением на переводной коэффициент 0,67.

Для самоуплотняющихся бетонных смесей подвижность характеризуют по расплыву конуса (рис. 2.2). Расплыв конуса (РК) оценивают по нижнему диаметру лепешки (в см), образовавшейся в результате расплыва бетонной смеси при определении подвижности по осадке нормального конуса. Значение РК определяют измерением металлической линейкой диаметра расплывшейся лепешки в двух взаимно перпендикулярных направлениях с погрешностью не более 0.5 см. Так же как и осадку расплыв конуса вычисляют как среднеарифметическое значение результатов двух измерений с округлением до 1,0 см. При этом расхождение результатов на одной пробе не должна превышать 3 см.

49

Для имитации наличия в бетонной смеси арматурных стержней при определении расплыва конуса в центре плиты устанавливается блокирующее кольцо диаметром 300 мм с металлическими стержнями длиной 125 мм и диаметром 18мм (рис. 2.2). Число стержней в блокирующем кольце зависит от крупности заполнителя и может изменяться от 10 до 28.

конус

блокировочное

кольцо

б

аа

Рис. 2.2. Определение расплыва конуса самоуплотняющихся бетонных смесей:

а – схемы лабораторного оборудования; б – бетонная смесь после завершения процесса растекания

Перевернутый конус заполняется свежеприготовленной бетонной смесью без уплотнения. После поднятия конуса секундомером фиксируется время достижения бетонной смесью диаметра не меньше 500 мм. После завершения растекания (рис. 2.2) определяется диаметр расплыва бетонной смеси в двух взаимно перпендикулярных направлениях. При проведении испытаний с блокирующим кольцом максимальный диаметр расплыва конуса бетонной смеси должен быть не меньше 650 мм, без блокирующего кольца – 700 мм. Время достижения диаметра 500 мм должно находиться в диапазоне от 3 до 6 с, общее время растекания – больше 45 с.

50