Компромісна оптимізація властивостей пінобетону нормального твердіння - Автореферат

Задачі досліджень: - розробити блок-схему досліджень, що забезпечить одержання достовірних оцінок основних властивостей пінобетону та дозволить на основі експериментально-статистичних моделей (ЕС-моделей), з використанням методів компютерного матеріалознавства, визначити раціональні склади неавтоклавного пінобетону зі зниженими витратами клінкерного цементу; проаналізувати взаємозвязок між характеристиками структури пінобетону, оцінюваними фрактальною розмірністю і фізико-механічними властивостями пінобетону; на підставі обчислювальних експериментів по ЕС-моделям побудовані локальні поля основних властивостей пінобетону; виявлений вплив виду і кількості наповнювачів і встановлено вплив бімінерального наповнювача, зі зміненням мінералогії якого убік підвищення карбонатів приводить до підвищення міцності пінобетону без збільшення його щільності; Використання методів компромісної оптимізації дозволило знизити витрати клінкерного портландцементу при забезпеченні нормативних показників пінобетону при мінімальних показниках вологості та водопоглинення пінобетону неавтоклавного твердіння. 1) формалізує структуру досліджень і виділяє його етапи, які включають оцінку однорідності властивостей, експериментальне визначення фізико-механічних і структурних характеристик пінобетону, побудова ЕС-моделей, що описують поля властивостей, і обчислювальні експерименти на цих полях з використанням методу Монте-Карло для компютерного пошуку оптимальних складів.Дисперсійний аналіз фізико-механічних показників (щільність у сухому стані та у стані природної вологості, міцність у сухому та водонасиченому стані) зразків з пінобетонного масиву свідчить про однорідність розподілу цих показників по висоті масиву й відсутності розшарування пінобетонної суміші. На підставі отриманих експериментально-статистичних моделей вдалося виявити вплив груп факторів «наповнювач», «водопотреба», «прискорювач твердіння» на фізико-механічні властивості пінобетону нормального твердіння. Розроблено методику кількісної оцінки структури пінобетону та побудовані кореляційні поля фрактальної розмірності та фізико-механічних властивостей пінобетону. У результаті застосування методу компромісної оптимізації визначені склади пінобетону, що задовольняють вимогам ДСТУ по показникам середньої щільності і міцності при мінімізації показників вологості та водопоглинення, що відрізняються мінімальною витратою клінкерного цементу. Внесок здобувача: участь у постановці задач та програми досліджень, проведення експериментальних робіт, побудова математичних моделей фізико-механічних властивостей ніздрюватих бетонів і їх інтерпретація.

1. У результаті проведених експериментальних робіт визначені рецептурно-технологічні параметри пінобетону неавтоклавного твердіння з поліпшеними фізико-механічними властивостями.

2. Дисперсійний аналіз фізико-механічних показників (щільність у сухому стані та у стані природної вологості, міцність у сухому та водонасиченому стані) зразків з пінобетонного масиву свідчить про однорідність розподілу цих показників по висоті масиву й відсутності розшарування пінобетонної суміші.

3. На підставі отриманих експериментально-статистичних моделей вдалося виявити вплив груп факторів «наповнювач», «водопотреба», «прискорювач твердіння» на фізико-механічні властивості пінобетону нормального твердіння.

4. Розроблено методику кількісної оцінки структури пінобетону та побудовані кореляційні поля фрактальної розмірності та фізико-механічних властивостей пінобетону.

5. У результаті застосування методу компромісної оптимізації визначені склади пінобетону, що задовольняють вимогам ДСТУ по показникам середньої щільності і міцності при мінімізації показників вологості та водопоглинення, що відрізняються мінімальною витратою клінкерного цементу. Витрата цементу знизилась на 20%, вологість на 20 %, водопоглинення на 15 %, морозостійкість підвищилася на марку з F15 до F25, зменшилась теплопровідність до 0,136 Вт/м·ОС.

6. Рекомендовані склади впровадженні на ЗАТ «ПІК» і ЗАТ «21 століття» при виробництві пінобетонних виробів неавтоклавного твердіння. Економічний ефект становить 26-31 грн на 1 м3 пінобетону. Обсяг виробленої продукції склав близько 5000 м3 пінобетону за 2007 рік.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ В РОБОТАХ

1. Мартынов Е.В. Исследование влияния рецептурно-технологических факторов на водопотребность и прочность неавтоклавного пенобетона / Е.В. Мартынов, Н.В. Казмирчук, Е.Б. Мартынова // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури, вип. 15, Одеса: “Місто майстрів”, 2004. - С. 220-225.

2. Мартынов В.И. Исследование структуры и свойств пенобетона / В.И. Мартынов, Д.А. Орлов, Е.В. Мартынов // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури №23. Одеса: “Місто майстрів”, 2006. - С. 195-202.

Внесок здобувача: участь у постановці задач та програми досліджень, проведення експериментальних робіт, побудова математичних моделей фізико-механічних властивостей ніздрюватих бетонів і їх інтерпретація.

3. Мартынов В.И. Фрактальность, структура и свойства пенобетона / В.И. Мартынов, Д.А. Орлов, Е.В. Мартынов // Сб. научн. трудов «Информационные системы и технологии» 4-й семинар, приложение к журналу «Холодильная техника и технология», Одесса, изд-во «Ризограф», 2006. - С. 199-202.

Внесок здобувача: розробка програмного забезпечення для визначення фрактальної розмірності, аналіз та інтерпретація результатів.

4. Вознесенский В.А. Комбинированный поиск компромиссных решений случайным сканированием и совмещением диаграмм полей свойств материала (пенобетон неавтоклавного твердения) / [В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко, В.И. Мартынов, Е.В. Мартынов] // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури №27. Одеса: “Зовнішрекламсервіс”, 2007. - С. 68-78.

Внесок здобувача: проведення експериментальних робіт, побудова математичних моделей фізико-механічних властивостей ніздрюватих бетонів і їх інтерпретація, пошук компромісних рішень.

5. Мартынов В.И. Фрактальная размерность и свойства пенобетона неавтоклавного твердения / В.И. Мартынов, Е.В. Мартынов // Вісник «ДОННАБА», № 1(69), Макіївка: ДОННАБА, 2008. - С. 74-78.

Внесок здобувача: розробка програмного забезпечення для визначення фрактальної розмірності, аналіз та інтерпретація результатів.

Додатковий список публікацій результатів дисертації

6. Мартынов Е.В. Послойный анализ неоднородности плотности пенобетона в блоках различной влажности / Е.В. Мартынов // Сборник тезисов докладов «II Международный студенческий форум «Образование, наука, производство», ч. 4., Белгород: изд-во БГТУ, 2004. - С. 79.

7. Вознесенский В.А. Методы компьютерной статистики при оценке параметров стойкости материалов / [В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко, Ан.А. Гара, Е.В. Мартынов] // В сб. «Актуальные вопросы строительства» материалы Международной науч.-техн. конференции, Саранск, изд-во Мордовского университета, 2004. - с. 268-269.

Внесок здобувача: проведення експериментальних робіт, побудова математичних моделей фізико-механічних властивостей ніздрюватих бетонів і їхня інтерпретація

8. Вознесенский В.А. Многофакторные ЭС-модели с переменной канонической формой парабол (анализ критериев качества пенобетонов)/ [В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко, В.И. Мартынов, Е.В. Мартынов] // В сб. «Моделирование и оптимизация в материаловедении» МОК-46, Одесса: Астропринт, 2007. - с. 90-95.

Внесок здобувача: проведення експериментальних робіт, побудова математичних моделей фізико-механічних властивостей ніздрюватих бетонів і їхня інтерпретація

9. Мартынов Е.В. Моделирование влияния состава пенобетона с биминеральным наполнением на объем газовой фазы / Е.В. Мартынов // У зб. наукових праць «Прогрессивные материалы и технологии в современном строительстве» НГАУ. - Новосибірськ: «Копир». - 2007-2008. - С. 21-26.