Повна версія

Головна arrow Техніка arrow Будівельне матеріалознавство. Т 1

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

НАУКОВІ ПРИНЦИПИ І ЗАГАЛЬНИЙ МЕТОД ПРОЕКТУВАННЯ СКЛАДУ ІБК ОПТИМАЛЬНОЇ СТРУКТУРИ

Оптимізацію структури та науково-обгрунтоване визначення речового складу різних штучних конгломератів здійснюють загальним (єдиним) методом проектування. Можуть бути методи і специфічні, розроблені стосовно до кожного різновиду конгломерату. Деякі специфічні особливості виділяються і при застосуванні загального (єдиного) методу. Однак залишаються незмінними наукові принципи, що лежать в основі проектування складу будь-яким методом. До головним науковим принципам ставляться: максимальне наближення технологічних режимів і параметрів, використовуваних в лабораторній практиці проектування складу, до реальної технології виробництва конгломератной суміші і виробів; забезпечення можливо більшої рівномірності розподілу часток різної крупності, пор, поверхонь розділу фаз та інших структурних елементів за обсягом матеріалу; забезпечення заданих властивостей на рівні числових значень екстремумів при оптимальній структурі; застосування загальних об'єктивних закономірностей, властивих конгломератних матеріалами оптимальної структури і, в тому числі, закону конгруенції, закону створу, закону міцності та інших; використання загального методу і засобів проектування оптимального складу і точна реалізація проектного складу на виробництві.

Практична мета проектування полягає у визначенні витрати вихідних компонентів (по масі) на одну тонну або один кубічний метр щільної суміші. Після формування, ущільнення і затвердіння суміш набуває оптимальну структуру ІБК, якому надано форму виробу або конструкції, які використовуються при монтажі будівель і споруд в будівництві.

Реалізація спільного методу проектування оптимального складу ІБК є суттєвою частиною технологічного процесу, яка в свою чергу є гарантом вищої якості продукції, що виготовляється відповідно до отриманого проектним складом. Цей метод включає три етапи.

Перший етап передбачає виконання ряду вихідних операцій: обгрунтування головних показників будівельно-експлуатаційних властивостей конгломерату, виходячи з ретельного аналізу реальних умов роботи його в конструкціях; вибір вихідних матеріалів, що відповідають їхнім функціональним призначенням як компонентів конгломерату; визначення або перевірка, якщо були вказані, технічних властивості прийнятих матеріалів із залученням стандартних нормативів і з урахуванням виробничих або призначаються за проектом технологічних параметрів і режимів. Для відповідальних будівельних об'єктів результати першого етапу проектування складу конгломерату можуть бути розглянуті спільно з будівельною організацією (замовником) як своєрідне технічне завдання.

Другий етап - розрахунково-експериментальний і призначений для визначення витрати прийнятих компонентів на одну тонну, або на 1 м 3 , або на іншу кількість суміші (наприклад, на один заміс суміші в обсязі змішувального апарату). Він виконується в певній послідовності операцій, виходячи з основних залежностей в їх математичних виразах, які можна використовувати в програмах, що реалізуються в подальшому за допомогою машинної техніки. Перша операція в цій послідовності - визначення розрахункової активності прийнятого в'язкої речовини і мінімального фазового відносини, т. Е. R * і с7ф. Втім, визначення розрахункової активності більш часто відносять до першого етапу проектування складу при технічній оцінці вихідних матеріалів. Замість міцності може бути прийнято інше властивість матеріалу - пружна деформація, щільність, в'язкість, морозостійкість і т. П., В залежності від призначення ІБК. Другий операцією на цьому етапі проектування служить визначення складу щільною суміші заповнювача р н (рис. 3.14). Третя і найбільш ємна операція - виявлення кількості вихідних компонентів в суміші, з якої формують конгломерат. Вона виконується за допомогою формул і розрахункових характеристик, безмашинному способом або з залученням електронно-обчислювальних машин. При необхідності визначають показники тих же властивостей при інших значеннях Т і v.

Третій етап - виготовлення пробного замісу проектного складу, по можливості в виробничих умовах, наприклад, в змішувальному цеху заводу. За допомогою лабораторних випробувань встановлюють якість суміші та відформованої конгломерату за всіма передбаченими властивостями. Особливо встановлюють наявність оптимальної структури, наприклад, по індикатору подібності або по кривих оптимальних структур.

Залежність насипної щільності суміші наповнювачів (р  ) від вмісту в ній волосінь (П)

Мал. 3.14. Залежність насипної щільності суміші наповнювачів (р і ) від вмісту в ній волосінь (П)

Якщо відзначені відхилення, то виробляють коригування складу. Останнє може знадобитися і при випуску масової продукції на заводі, якщо вихідні матеріали отримують час від часу іншого складу та інших властивостей, ніж були прийняті в лабораторії на стадії проектування складу.

Нижче деталізується раціональна послідовність проектування складу ІБК в загальному вигляді з викладенням в деяких наступних розділах конкретних прикладів при безмашинному і машинному способах.

Перший етап: визначення розрахункової активності в'яжучого речовини (А *) як матричної частини ІБК і мінімального значення с7ф, що забезпечує при прийнятих технологічних параметрах оптимальну структуру. Для цього із суміші в'язкої речовини з 3-4 різними с / ф, що відрізняються між собою зазвичай на величину 0,02-0,05, виготовляють зразки, встановлені стандартами при оцінках властивостей випробуваного матеріалу. Для перших приблизних дослідів зразки можуть прийматися менших розмірів з метою економного витрачання вихідних компонентів. Після всіх випробувань і графічної побудови функції А = Дс / ф) знаходять і, при необхідності, уточнюють шукане значення з * / ф при найбільшій міцності в'яжучого речовини А *.

На першому етапі встановлюють також склад щільної суміші заповнювача (крупного - А "і дрібного - М) розрахунковим або, що частіше, експериментальним шляхом з визначенням співвідношення по масі величини МІК.

Другий етап починається з уточнення конкретних математичних залежностей, якими належить скористатися в розрахунках за складом конгломератной суміші. Тут потрібно виконати також дві операції, одна з яких є допоміжною (експериментальної), інша - основний (розрахункової).

Допоміжна операція необхідна для визначення показників ступеня п і т, використовуваних в формулах міцності і складів. Для цього за лабораторними даними будують криву оптимальних структур (рис. 3.15) при довільно обраному значенні (с / ф) л в точці А на цій кривій. Знаходять величину Ra на кривій ДВІ, а також значення (з + ф) в в точці В. Міцність Пекло є і на кривій KL, якій до початку експерименту хоча ще і немає, але про її ймовірне існування, як кривої оптимальних структур на площині х -у з теорії ІБК відомо. І тоді отриманих даних Пекло, (с / ф) в, (с / ф) досить, щоб визначити значення показників ступеня піт, відповідно до формул (3.3) і (3.4), оскільки інші необхідні значення А * і с7ф вже були визначені на першому

Графіки кривих оптимальних структур в просторовій системі координат Л = Дс / ф; з + ф) (а) та на площинах R = f і (с / ф); Л = / 2 (з + фі); с / ф = / з (з + фі) (б)

Мал. 3.15. Графіки кривих оптимальних структур в просторовій системі координат Л = Дс / ф; з + ф) (а) та на площинах R = f і (с / ф); Л = / 2 (з + фі); с / ф = / з (з + фі) (б);

з + ф = 100 (п + щ) в %

етапі проектування, а саме:

сдесь важливо враховувати, що величина п є постійною, тоді як т - змінна, яка потребує коригування для інших значень с / ф або R. На цьому допоміжна операція другого етапу завершена. Слід перехід до основної операції цього етапу - нарахування кількості витрат компонентів в проектному складі суміші. Раціональна послідовність розрахунків:

а) шукане фазовий ставлення в'язкої речовини, користуючись формулою (3. 4), а

саме:

де R? ад-величина міцності ІБК, склад якого проектується; б) шукане з + ф конгломерату, користуючись формулами (3.3) і (3.4),

а саме:

де т х відрізняється від раніше отриманого значення т , так як визначається при новому значенні (с / ф) І ск, а не при колишньому (с / ф) д, а саме:

в) шукана кількість рідкого компонента з на 1 т суміші:

г) шукана кількість дисперсного твердого компонента суміші на 1 т:

д) шукана кількість заповнювача:

е) шукана кількість дрібного компонента в заповнювачі при раніше знайденому щодо М / К, а саме:

ж) шукана кількість крупного компонента в заповнювачі:

Всі знайдені значення с, ф, М, К помножені на 10 тому, що в 1 т (1000 кг) кожен 1% становить 10 кг.

При необхідності проводять перерахунок маси компонентів на 1 м 3 конгломератной суміші (без урахування повітряних пір) в наступній послідовності:

  • а) визначення абсолютних обсягів вихідних матеріалів (за умови, що відомі або були знайдені на першому етапі проектування значення їх дійсної густини БС, 6ф, 5м і 6к), необхідних для утворення 1 тонни суміші (л):
    • 10-з / БС; Ю-ф / бф; 10 М / 5м; 10К / 5к; б) визначення середньої щільності конгломератной суміші (кг / м 3 ):

в) визначення матеріалів на 1 м 3 конгломератной суміші (кг / м 3 ): рідкого середовища: з-УІС "; твердої фази: ф-у І ск; дрібний заповнювач: М-уі"; крупний заповнювач: К-у Н ск-

Третій етап: приготування контрольного замісу (краще в виробничих умовах) з оцінкою його якісних характеристик. При необхідності коригують проектний склад з урахуванням вологості використовуваних мінеральних компонентів суміші. Запроектований і відкоригований складу передають на виробництво для використання його в будівництві.

 
<<   ЗМІСТ   >>