АНАЛІЗ ВЛАСТИВОСТЕЙ ДЕКОРАТИВНОГО БЕТОНУ В ІЗОПАРАМЕТРИЧНИХ УМОВАХ КРИТЕРІЇВ ОПТИМАЛЬНОСТІ
DOI:
https://doi.org/10.31650/2786-6696-2022-2-52-59Ключові слова:
декоративний бетон, цеоліт, фібра, міцність, ізопараметричний аналіз, експериментально-статистична модель, комп’ютерний експеримент, постійний рівень властивості.Анотація
У статті представлено два методи комп’ютерного матеріалознавства для аналізу функціональних властивостей декоративного бетону. Метод експериментально-статистичного моделювання застосовано для побудови нелінійних структурованих моделей, які описують поля фізико-механічних і технологічних властивостей матеріалу в координатах п’яти факторів складу. Дослідження впливу рецептурних факторів на характеристики композиту виконано по симетричному трьохрівневому 27-ми точковому плану. Залежно від характеру дії на декоративний композит варійовані сировинні матеріали об’єднані в дві групи факторів – модифікації цементно-піщаної системи, параметри дисперсного армування. Порівняльний аналіз локальних полів властивостей армованих і неармованих складів матеріалу показав доцільність армування цементно-піщаної матриці гібридними скловолокнами. Однак виходячи із мети роботи – для управління характеристиками декоративного неармованого композиту, при умові постійного рівня одного із його критеріїв, застосовано метод ізопараметричного аналізу. Зміну критеріїв якості складів композиту проаналізовано в двох версіях ізопараметрії. В першій всі розчинні суміші характеризувалися однаковою життєздатністю в межах часу t = 1.0 ± Dt, в другій – всі склади бетону були ізостенічними в межах міцності на стиск fcm = 56 ± Dfcm. Для статистичного випробування характеристик матеріалу спільно з експериментально-статистичними моделями використано метод Монте-Карло. За результатами ізопараметричного аналізу функціональних властивостей декоративного композиту достатньо достовірно визначається область компромісних співвідношень між цеолітом і дрібнозернистим заповнювачем, проте координати їх оптимальної кількості по всіх критеріях не співпадають. Аналіз отриманих результатів цим методом демонструє, що інженерний компроміс між вказаними факторами варто шукати в області їх основних рівнів варіювання. Введення тонкодисперсного цеоліту взамін частини цементу є технологічно корисним прийомом для підвищення якості та довговічності неармованого декоративного бетону.
Посилання
[1] P.M. Dovgan, "Dispersno-armovanі dekorativnі betoni dlya arhіtekturnih elementіv", dis. … k-ta tekhn. nauk: 05.23.05, Odes'ka derzhavna akademіya budіvnictva ta arhіtekturi. Odesa, 2021.
[2] V.A. Voznesensky, Statisticheskie metody planirovaniya eksperimenta v tekhniko-ekonomicheskih issledovaniyah. Moskva: Finansy i statistika, 1981.
[3] T.V. Lyashenko, V.A. Voznesensky, Metodologiya recepturno-tekhnologicheskih polej v komp'yuternom stroitel'nom materialovedenii. Odessa: Astroprint, 2017.
[4] P.-C. Aїtcin, High-Performance Concrete (Taylor & Francis), 2004.
[5] T.A. Holm, J.P. Ries, "Specified density concrete – A transition", 2nd International Symposium on Structural Lightweight Aggregate Concrete (Kristiansand, Norway), pp. 37-46, 2000.
[6] S. Aroni et.al., Autoclaved Aerated Concrete: Properties Testing and Design. Rilem Recommended Practice. CRC Press, 1993.
[7] V.N. Heggade, "Performance Specified Concrete Based on Permeability Crack Ability", The Bridge and Structural Engineer, Journal of ING-IABSE, vol. 30, no. 4, pp. 1-13, 2000.
[8] E.S. Shinkevich, "Optimizaciya struktury yacheistogo silikatnogo betona po kompleksu kriteriev kachestva na osnove izoparametricheskogo analiza": dis. … k-ta tekhn. nauk: 05.23.05, Kraskovo, 1985.
[9] T.V. Lyashenko, A.D. Dovgan, "Isoparametric analysis when studying composite materials", Bulletin of Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture, vol. 66, pp. 72-78, 2017.
[10] S.V. Ryabykh, V.A. Voznesensky, S.V. Koval, T.V. Lyashenko, "Modelirovanie vliyaniya recepturno-tekhnologicheskih i ekspluatacionnyh faktorov na veroyatnostnye pokazateli kachestva kompozitov": sb. nauch. trud. Kiev: UMVK VO Minvuza, pp. 4-12, 1990.
[11] V.A. Voznesensky, T.V. Lyashenko, A.D. Dovgan, "Izoparametricheskij analiz v komp'yuternom materialovedenii stroitel'nyh kompozitov", Zb. nauk. pr. Lugans'kogo nacіonal'nogo unіversitetu, no. 40(52), pp. 240-248, 2004.
[12] A.D. Dovgan, V.P. Gavrilyuk, "Izoparametricheskij analiz svojstv melkozernistogo betona, armirovannogo steklyannoj i polimernoj fibroj", Vіsnik Odes'koї derzhavnoї akademії budіvnictva ta arhіtekturi, vol. 60, pp. 91-95, 2015.
[13] T.V. Lyashenko, A.D. Dovgan, P.M. Dovgan, "Fibre-reinforced decorative composite: the effects of composition on the strength", Bulletin of Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture, vol. 73, pp. 89-97, 2018.
[14] V.G. Sukhanov, V.N. Vyrovoy, O.A. Korobko, Struktura materiala v strukture konstrukcii: monografiya. Odessa: «Poligraf», 2016.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 СУЧАСНЕ БУДІВНИЦТВО ТА АРХІТЕКТУРА
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
