Прогнозирование  кинетики  твердения  бетона  при  термосном  выдерживании  конструкций.  (II)

   С учетом удельного тепловыделения цемента, его степени гидратации и количества вяжущего в бетонном массиве рассчитывают общее количество выделяемого тепла. Количество же тепла, потерянного бетонным массивом, определяется конструктивными особенностями опалубки, габаритами конструкции, текущей температурой окружающего воздуха, скоростью ветра и характером контакта бетонируемой конструкции с окружающей средой. Разность тепла, выделенного в результате гидратационных процессов (а также привнесенного извне в случае применения внешнего нагревателя) и тепла, ушедшего в окружающее пространство и на нагрев арматуры, опалубки, компонентов бетона, определяет текущую температуру твердеющего бетонного массива. В свою очередь, новое значение температуры (большее или меньшее предыдущей) вызывает и соответствующее изменение скорости гидратации, тепловыделения и т.д. Таким образом, разбив весь временной процесс твердения на достаточно малые отрезки, равные, например, 1 часу, можно постоянно отслеживать изменение температуры бетонного массива и прочности бетона, отражая кинетику твердения в виде графиков. В этом случае достигается существенно большая точность вычислений, поскольку устраняется усреднение внешней температуры за определенный период времени – ее изменение непрерывно учитывается. В модель легко вводится долгосрочный прогноз погоды. В принципе, возможен и отказ от такого фундаментального понятия, как модуль поверхности бетонируемой конструкции, поскольку теплообмен для каждой грани конструкции рассчитывается отдельно, в зависимости от особенностей контакта с окружающей средой, параметров теплоизоляции и пр. Такая схема расчета несколько напоминает по структуре (но отличается по существу) метод, предложенный В.С. Лукьяновым.
   Инженерное воплощение предложенной модели реализовано в компьютерной программе «ВКТ-Монолит», являющейся одним из элементов вычислительного комплекса «Технолог» (ВКТ). Перемещение между окнами производится с помощью меню. Ввод цифровой и текстовой информации посредством ручного набора на клавиатуре полностью исключен, а реализуется только слайдерами и комбинированными списками, что существенно ускоряет перебор вариантов и практически не допускает возможных ошибок и сбоев в работе программы. В каталог имеющихся поставщиков цемента в настоящее время включено 107 заводов (с соответствующей характеристикой минералогического состава), а также около 140 видов теплоизоляции (с характеристикой средней плотности, удельной теплоемкости и коэффициентом теплопроводности), что облегчает варьирование факторов. Расширение каталогов легко осуществляется самим пользователем.
   Техника работы с программой достаточно проста. Вначале вводят особенности компонентов бетонной смеси. Затем с помощью встроенного метода проектирования состава бетона подбирают его состав, в том числе и с химическими добавками. Как вариант, предусмотрен ввод характеристик уже известного состава бетона. Далее указывают габариты массива, удельный расход арматуры, конструктивные особенности (послойно) опалубки. После ввода прогноза погоды, скорости ветра и температуры бетонной смеси в момент укладки дают команду на осуществление расчетов. Анализ полученных графиков (прогноза погоды, кинетики изменения интегрированных по всему бетонному массиву значений относительной прочности бетона и температуры) ориентирует оператора на дальнейшие действия: изменение состава бетона, конструкции опалубки, свойств компонентов смеси, применение внешнего источника тепла и т.д. Техника выбора оптимального варианта, на наш взгляд, несколько рациональнее, чем описанная в [3].

  Окончание следует.

  В.В. БАБИЦКИЙ