Строительство и архитектура/ 4. Современные строительные материалы

магистр по строительству, ассистент Постернак А.А., студент Лукаш Д.Ю., студент Тодоров Н.Н., студент Кузнецов С.Ю.

Одесская государственная академия строительства и архитектуры, Украина

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТЕНОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ НЕАВТОКЛАВНОГО ПЕНОБЕТОНА

На сегодняшний день в современном строительстве сложилась ситуация, требующая значительного увеличения производства ячеистого бетона. Естественно, для того, чтобы решить эту задачу, требуется время. Ячеистый бетон, являющийся комфортным материалом, который способен не только значительно снизить энергопотребление, но и обладающий отличными характеристиками [1]. Для реализации сложившейся ситуации применим математическое моделирование, позволяющее учесть не каждый фактор в отдельности, а их совокупность [2]. В соответствии с [3] факторы, интервалы и уровни варьирования сведены в таблицу 1. Для описания сложных по составу смесевых композиций эффективно использовать экспериментально-статистические модели класса «смесь, технология – свойства» (MTQ), применяемые для решения задач по определению зависимостей между рецептурно-технологическими факторами и свойствами многокомпонентных систем [2,3].

Таблица 1.

Условия планирования эксперимента

Факторы		Уровни варьирования			Интервал варьирования
Натуральный вид	Кодированный вид	- 1	0	+ 1
Количество наполнителя (Н), %	Х1	5	0	15	5
Дисперсность наполнителя (Sy), м^2/кг	(W1;W2;W3)	200	400	600	200

Для получения статистических оценок коэффициентов модели опыты выполняются по специально синтезированному в системе «СОМРЕХ» плану «Смесь (три компонента), технология (один фактор) – свойство» включающему 10 экспериментальных точек (табл. 2). Для сравнения принята одиннадцатая точка вне факторного пространства. Графическая интерпретация модели представлена в виде диаграммы (рис.1) [2,3].

Таблица 2.

План эксперимента

№ опыта	W1	W2	W3	Х1
1	1	0	0	+1
2	0	1	0	+1
3	0	0	1	+1
4	0	1/2	1/2	+1
5	1/2	0	1/2	+1
6	1	0	0	0
7	1	0	0	-1
8	0	1	0	-1
9	0	0	1	-1
10	1/2	1/2	0	-1

Рис. 1. Размещение точек плана в факторном пространстве со смесевыми переменными "непрерывное перемещение трехкомпонентной диаграммы по оси независимого фактора".

Совместное воздействие на физико-механические свойства образцов из НПБ смесевых факторов (S_y) w_i и взаимонезависимого фактора (Н) х₁ можно оценить, анализируя непрерывное перемещение диаграммы «состав – свойство» вдоль оси х₁. При этом формируется трехгранная призма, в которой изоповерхности свойства Y(w₁,w₂,w₃,х₁)=const образованы соответствующими изолиниями Y(w₁,w₂,w₃,)=const. Приведенный полином второй степени для системы MTQ при q=3 и p=1 учитывая, что 0 ≤ w_i ≤ 1, w₁+w₂+w₃=1 имеет вид:

Ŷ=A₁w₁+A₂w₂+A₃w₃+A₁₂w₁w₂+A₁₃w₁w₃+A₂₃w₂w₃+
+D₁₁w₁x₁+D₂₁w₂x₁+D₃₁w₃x₁+b₁₁x₁² (1)

Коэффициенты A_i, A_ij в данной модели соответствуют коэффициентам приведенного полинома Шеффе описывающего систему «смесь – свойство» при х_i=0. Коэффициенты A_i определяют в центре области технологических факторов величину свойства системы, когда в смеси присутствует только i-ый компонент; A_ij – характеризуют нелинейность изменения свойства при смешивании компонентов. D_ij и b_jj характеризуют изменение A_i при изменении х_i:

(2)

Таким образом, при фиксированном х_i =const данная модель позволяет построить для любого набора значений технологических факторов набор изменяющихся диаграмм «состав – свойство».

Литература:

1. Костюк А.И., Постернак С.А., Постернак И.М. Обзор развития, состояния и применения конструкционно-теплоизоляционного неавтоклавного пенобетона в конструкциях и изделиях//Вісник ОДАБА,№10,Одесса, 2003 с.109-116.

2. Численные методы решения строительно-технологических задач на ЭВМ: Учебник / В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко, Б.Л. Огарков: Под ред. Вознесенского В.А. - К.: Выща школа, 1989. – 328с.

3. Методические указания по моделированию систем «смеси, технология – свойства» с использованием ЭВМ в курсовом и дипломном проектировании по кафедре ПАТСМ/В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко.Одесса:ОИСИ,1985.-65с.