gn="justify">. Напрями зміни різних властивостей бетону при зміні параметрів структури та факторів складу можуть як збігатися, так і бути різними. Проектування складу бетону із заданими властивостями вимагає врахування їх спрямованості і в багатьох випадках є завданням компромісною.
Оптимальна структура бетону - це структура, яка забезпечує комплекс необхідних властивостей при виконанні заданих умов оптимальності (мінімальний витрата цементу, мінімальна вартість бетонної суміші та ін.). Відповідно з цією умовою склади бетону можуть істотно відрізнятися при різних умовах оптимальності.
У будівельно-технологічній практиці найбільшого поширення набули методи проектування складів бетону з необхідною міцністю при стисканні. Це зумовлено, по-перше, тим, що при конструктивних розрахунках міцність бетону є основним його параметром, і, по-друге, припущенням, що з міцністю однозначно пов'язані й інші необхідні властивості бетону. Останнє припущення, однак, не є досить загальним. Дійсно, з міцністю бетону при стисненні однозначно пов'язані багато його властивості: міцність при вигині, розтягуванні, зносостійкість, кавітаційна стійкість і ін. Однак не є однозначною залежність міцності і морозостійкості, міцності і повзучості і т.д., і їх розрахунковий визначення повинне бути засноване на використанні комплексу спеціальних кількісних залежностей.
Проектування складів бетону може розглядатися як ізольована система (перший тип завдань) і як підсистема більш загальних технологічних систем, наприклад проектування бетонних і залізобетонних конструкцій і технології їх виробництва (другий тип задач). У першому випадку завдання полягає лише в оптимальному рецептурному забезпеченні заданих параметрів, а в другому - вирішується додатково і завдання оптимізації самих задаються параметрів (легкоукладальності суміші, міцності бетону та ін.).
Існуюча практика припускає, в основному, рішення задач першого типу, що не завжди може виявитися достатнім. Наприклад, прагнення технологів домогтися максимальної економії цементу при проектуванні бетону заданої міцності не є продуктивним, якщо сам показник міцності не оптимальний з позицій вартості конструкцій. Зокрема, застосування бетону підвищеної міцності може дозволити зменшити перетин конструкцій і, таким чином, з позицій витрати цементу на одиницю виробів (конструкцій), а не на кубометр бетону, може виявитися більш вигідним. Аналогічно, не завжди техніко-економічно обгрунтованими є показники зручноукладальності бетонних сумішей, від яких істотно залежать склади. Наприклад, якщо критерієм оптимізації складів є вартість конструкції, застосування жорсткої бетонної суміші може виявитися менш вигідним, враховуючи трудовитрати на укладання бетону, ніж застосування литий суміші, хоча остання містить більшу кількість цементу. У зв'язку з цим представляється раціональним, там де це можливо, об'єднувати зусилля конструкторів, технологів та економістів для комплексного вирішення завдань конструктивного і технологічного проектування бетону.
При проектуванні складів бетону в задачах другого типу передбачається їх багатоваріантність. Вибір того чи іншого складу визначають у конкретних умовах, виходячи з прийнятого критерію оптимальності. Такими критеріями найбільш часто можуть бути мінімальний витрата цементу, мінімальна середня щільність бетону, мінімальна вартість бетону. Може бути обраний більш складний критерій, наприклад, вартість конструкцій або навіть всієї споруди в цілому з урахуванням не тільки вартості бетону але й трудомісткості, вартості виготовлення, перевезення і монтажу конструкцій.
В задачах другого типу в якості оптимізуються факторів складу бетонної суміші розглядаються не тільки рецептурні (співвідношення заповнювачів, витрата добавки), але технологічні та конструктивні параметри.
Одним з підходів, що зв'язують складу бетонної суміші з технологічним процесом, є теоретичний підхід, розроблений Ю. Сторк. Він запропонував розглядати енергію ущільнення бетонної суміші при вібрації як один з основних параметрів складу суміші, що забезпечує в комплексі з іншими факторами, необхідну міцність бетону. Виходячи з цієї передумови, Ю. Сторк вивів ряд рівнянь, що встановлюють залежність між режимом вібрації, складом і фізико-механічними властивостями бетонних сумішей і бетонів. У ряді робіт отримані рівняння, що зв'язують складу бетону з режимом теплової обробки, і розглянуті їх вирішення за різних критеріях оптимальності.
Завдання першого типу можна розділити на групи: однопараметричними, двохпараметричній і многопараметрические. В основу такої класифікації покладено загальна кількість нормованих параметрів для бетонної суміші і затверділого бетону.
Для однопараметрических завдань не нормується зазвичай в суворо визначених кількісних кордонах п...
