Газосилікати автоклавного твердіння з компромісно оптимальними рівнями критеріїв якості та енергоємності

Результати дисертаційних досліджень впроваджені в навчальний процес ОДАБА при підготовці магістрів спеціальності ВБК.

ВИСНОВКИ

1. Рівні властивостей газосилікату при кожній з 12 комбінацій вимог за густиною г, кг/м³, (чотири марки D: 500, 600, 700 і 800) і за міцністю на стиск R_c, МПа, (по три класи В₁ > В₂ > B₃) необхідно аналізувати і оптимізувати в окремих прямокутних «нормативних блоках» {D,B}, утворених довірчими інтервалами нормативів в області {г, R_c}.

2. В обчислювальних експериментах методом ітераційного випадкового сканування полів властивостей матеріалу, описаних 9-факторними квадратичними ЕС-моделями, визначені компромісно оптимальні рівні критеріїв якості: границі міцності R_b і деформативності е при вигині, коефіцієнта теплопровідності л (при цьому кожний з них досягає 80% діапазону допустимих значень у напрямку до індивідуального оптимуму), критеріїв енергоємності автоклавного твердіння, а також рівні РТ-факторів, що забезпечують ці значення. Причому, на завершальній ітерації два фактори, пов'язані з енергоємністю (тривалість ізотермічної витримки ф і тиск пари р), зараховано до комплексу критеріїв оптимізації і компромісно мінімізовано, що забезпечило додаткове скорочення ф, в середньому, на 40 хв.

3. Компромісно оптимальні рівні критеріїв якості і рівні РТ-факторів, що їх забезпечують, істотно залежать від положення і розміру «нормативного блоку» {D,B} газосилікату; для переходу між 12 «нормативними блоками» необхідно використовувати логічний і достатньо однозначний узагальнюючий показник - границю міцності на стиск R_comp{D,B} газосилікату з компромісно оптимальними рівнями критеріїв якості в даному блоці.

4. Введення для 12 «нормативних блоків» {D,B} узагальнюючого показника R_comp{D,B} дозволило описати (з відомим ризиком) зміну компромісно оптимальних критеріїв якості та факторів, які їх забезпечують, безперервними функціями, що не суперечать достовірним закономірностям матеріалознавства та є корисними для аналізу й для екстраполяції.

5. Аналіз вказаних вище функцій дозволив відмітити ряд особливостей газосилікату з компромісно оптимальними властивостями і встановити наступне: із зменшенням R_comp{D,B} рівні міцності при вигині R_b і коефіцієнта теплопровідності л закономірно зменшуються; ці функції несуттєво відхиляються від аналогів для індивідуального оптимуму (в середньому, на 5% вниз для R_b і вгору для л); відмова від компромісно оптимальних рівнів РТ-факторів на користь індивідуально оптимальних для одного з цих критеріїв призводить до зниження R_b на 7-24% або до зростання л на 19%. Специфічно із зменшенням узагальнюючого показника змінюється деформативність е - нижче за R_comp{D,B}?6-7МПа вона починає зростати і у газосиліката D500 наближається до рівня в блоках D800, це може бути пов'язано із збільшенням частки великих пор та кількості дрібнокристалічних новоутворень при рівнях РТ-факторів, що забезпечують компромісно оптимальні умови формування структури у газосилікатів знижених класів.

6. Компромісно оптимальні рівні критеріїв якості газосилікату формуються 9 РТ-факторами, рівні яких визначаються як чисельні рішення зворотної задачі моделювання; вони утворюють систему з внутрішніми кореляційними зв'язками, з яких чверть відноситься до практично достовірних (ризик менше 0,5%); ці зв'язки ділять фактори на три слабо пов'язані групи; до першої входять три фактори, зокрема, вміст пороутворювача, до другої - п'ять, в тому числі, час витримки і тиск пари (температура) в автоклаві, до третьої - кількість цементу; зв'язки забезпечують взаємну компенсацію факторів для збереження компромісу критеріїв якості при зміні R_comp{D,B}.

7. Нова версія алгоритму пошуку компромісно оптимальних рішень випадковим скануванням полів властивостей матеріалу достатньо універсальна: немає принципових обмежень на число критеріїв, що оптимізуються; до них можуть бути на будь-якій ітерації зараховані як критерії оптимальності фактори, пов'язані з витратою ресурсів; при скануванні полів властивостей використовуються рівномірно розподілені випадкові числа, що генеруються на безперервних або дискретних шкалах.

8. Одержані багатофакторні ЕС-моделі, закономірності зміни компромісно оптимальних рівнів критеріїв якості та РТ-факторів, що їх забезпечують, дозволили з відомим ризиком екстраполювати результати в нормативні блоки D400. Склади були передані в ДП «НДІБМВ», де проведено додаткові дослідження з урахуванням умов діючих виробництв. Вони направлені на підвищення механічних критеріїв якості газосилікату D400, за рахунок його мікроармування. У вересні-жовтні 2010 р. випущено дослідно-промислову партію мікроармованого целюлозними волокнами газобетону. Результати є основою заявки на патент України «Сировинна суміш та спосіб одержання дисперсно армованого ніздрюватого бетону» (зареєстровано 26 листопада 2010 року).

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ В РОБОТАХ

1. Вознесенский В.А. Автоклавный газобетон: девятифакторное квадратичное моделирование (1981-85) и компьютерное материаловедение (2007-08) / В.А. Вознесенский, В.П. Гаврилюк, В.Я. Керш, Т.В. Ляшенко, А.В. Ткачук, Н.В. Хлыцов // Компьютерное материаловедение и прогрессивные технологии: МОК'47. - Одесса, Астропринт, 2008. - С. 97-104.

2. Вознесенский В.А. Сравнительный анализ результатов компромиссной оптимизации автоклавных газобетонов Д-800 различных классов прочности / В.А. Вознесенский, В.П. Гаврилюк, Т.В. Ляшенко // Вісник ОДАБА, вип. 31, Одеса, 2008 - С. 72-79.

3. Вознесенский В.А. Компромиссная оптимизация свойств газосиликата при дискретных равномерно распределенных уровнях девяти рецептурно-технологических факторов / В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко, В.П. Гаврилюк // Вісник ДонНАБА. Сучасні будівельні матеріали. - Макіївка: ДонНАБА, 2009. - Вип. 2009-1 (75). - С. 139-145.

4. Гаврилюк В.П. Влияние повышения класса по прочности автоклавных газобетонов Д-800 на результаты компромиссной оптимизации // Вісник ОДАБА. - Одеса: Зовнiшрекламсервiс, 2009. - Випуск 34. - С. 474-479.

5. Вознесенский В.А. Компьютерный поиск компромисса между теплопроводностью, механическими свойствами и энергоемкостью ячеистых материалов / В.А. Вознесенский, В.П. Гаврилюк, Т.В. Ляшенко // Будівельні матеріали, вироби та санітарна техніка, науково-технічний збірник. - К.: «Знання», 2009. - вип.№32. - С.16-21.

6. Voznesensky V. Compromise optimisation of heat insulating and mechanical properties of high performance autoclaved aerated concrete / V.Voznesensky, T.Lyashenko, V.Gavrilyuk // Proc. 17 Ibausil. - Weimar (Germany), 2009. - V. 2. P. 2-1181-1186.

7. Lyashenko T.V. Multicriterion optimisation of autoclaved aerated concrete properties and expenditure of energy resources / T.V.Lyashenko, V.A.Voznesensky, V.P.Gavriliuk // Brittle Matrix Composites 9 : Proc. 9th Int. Symp. BMC9. Warsaw: Woodhead Publ. Ltd., IFTR PAS, 2009. P. 219-226.

8. Вознесенский В.А. Связь результатов компромиссной оптимизации с нормативами по плотности и прочности газобетона / В.А. Вознесенский, В.П. Гаврилюк, Т.В. Ляшенко, А.Б. Тымняк // Вісник ОДАБА, вип. 35, Одеса, 2009. - С.56-63.

9. Вознесенский В.А. Поиск компромиссных решений случайным сканированием полей свойств газосиликата / В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко, В.П. Гаврилюк // Науковий вісник ЛНАУ. - Луганськ, 2010 - №14. - С. 137-148.

10. Вознесенский В.А. Некоторые обратные задачи компьютерного строительного материаловедения / В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко, В.П. Гаврилюк // Вiсник ДонНАБА. Сучасні будівельні матеріали, конструкції та інноваційні технології зведення будівель і споруд. - Макіївка: ДонНАБА, 2010. - Вип. 2010-5(85), т. 1. - C. 33-38.

11. Вознесенский В.А. Анализ вариантов обратной задачи на заключительных этапах компромиссной оптимизации газосиликата / В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко, В.П. Гаврилюк // Вісник ОДАБА, вип. 39, часть 1, - Одеса, 2010. - С. 70-76.

12. Вознесенский В.А. Газосиликат с компромиссными уровнями предела прочности и деформативности при изгибе, теплопроводности и энергоемкости твердения / В.А. Вознесенский, Т.В. Ляшенко, В.П. Гаврилюк // Вісник ДонНАБА. Сучасні будівельні матеріали. - Макіївка: ДонНАБА, 2011. - Вип. 2011. - 1(87) - С.91-98.

13. Лаповская С.Д. Автоклавный ячеистый бетон, дисперсно армированный микроволокнами технически чистой целлюлозы / С.Д. Лаповская, Т.Н. Волошина, В.А. Вознесенский, В.П. Гаврилюк // Будівельні матеріали, вироби та санітарна техніка. Науково-технічний збірник. - К.: «Знання», 2011. - вип.№40.- С.107-111.

Размещено на Allbest.ru