Экстремальное моделирование оптимального состава и содержания микронаполнителя в бетоне

На базе среды инженерных и научных вычислений Scilab разработаны программы экстремального моделирования экспериментальных данных Extr.sce и Interp.sce. Программа Extr.sce позволяет оптимизировать исходные составы микронаполнителей, используя данные центрального композиционного ортогонального плана полного факторного эксперимента. На основе результатов экспериментальных данных по определению физико-механических характеристик МЗБ, модифицированного микронаполнителями оптимального состава, программа Interp.sce позволяет определить наиболее рациональное содержание наполнителей в составе мелкозернистого бетона. Решение оптимизационных задач осуществляется при помощи алгоритма поиска максимальных элементов Max_z массива интерполяционных данных с получением их координат, соответствующих содержанию исходных компонентов микронаполнителя max_x и max_y, и выводом визуальных моделей обработки данных в виде контурных графиков и 3d-графиков интерполяционной поверхности для программы Extr.sce, а также поиска максимальных элементов Max_y с получением координат, соответствующих содержанию микронаполнителя в составе МЗБ max_x, с выводом графиков интерполяционной поверхности для программы Interp.sce. В результате применения микронаполнителя состава, оптимизированного при помощи разработанной программы Extr.sce, основываясь на результатах экстремального моделирования в программе Interp.sce, возможно получение мелкозернистого бетона с пределом прочности при изгибе 10,5 МПа при содержании наполнителя 10,3% от массы цемента; пределом прочности при сжатии 47,37 МПа – 11,82%; плотностью 2300,36 кг/м3 – 9,24%. Наиболее оптимальное содержание микронаполнителя на основе волластонита для получения эффективного мелкозернистого бетона с высокими физико-механическими характеристиками составляет 10%.

Е.Г. КАРПИКОВ, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
В.С. ЯНЧЕНКО, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
Е.Л. КОРОЛЕВА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
С.М. СЕМИЧЕВ, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
В.И. НОВИКОВА, магистрант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
А.С. ПАТУГИН, магистрант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Брянский государственный инженерно-технологический университет (241037, г. Брянск, пр-т Станке Димитрова, 3)

1. Бухановский А.Е., Иванов С.В., Нечаев Ю.И. Особенности планирования эксперимента при моделировании экстремальных ситуаций в интеллектуальной системе исследовательского проектирования // Искусственный интеллект. 2012. № 3. С. 228–240.
2. Емельянов, В.В., Курейчик В.В., Курейчик В.Н. Теория и практика эволюционного моделирования. М.: Физматлит, 2003. 432 с.
3. Thom R. Catastrophe theory: Its present state and future perspectives // Соmmutation on the ASM. 1994. Vol. 37. No. 3, pp. 77–84.
4. Янченко В.С. Основы работы в математической среде Scilab. Брянск: БГИТА, 2013. 124 с.
5. Алексеев Е.Р. Scilab: решение инженерных и математических задач. М.: ALT Linux, 2008. 260 с.
6. Высокопрочный мелкозернистый бетон с нанодисперсной добавкой на основе волластонита. Бетон и железобетон – взгляд в будущее: научн. труды III Всероссийской (II Международной) конф. по бетону и железобетону. М.: МГСУ. 2014. С. 180–184.
7. Lukuttsova N., Luginina I., Karpikov E., Pykin A., Ystinov A., Pinchukova I. High-performance fine concrete modified with nano-dispersion additive // International Journal of Applied Engineering Research (IJAER). 2014. Vol. 9. No. 22, pp. 15825–15833.
8. Баженов Ю.М. Лукутцова Н.П., Карпиков Е.Г. Мелкозернистый бетон, модифицированный комплексной микродисперсной добавкой // Вестник МГСУ. 2013. № 2. С. 94–100.
9. Гегерь В.Я., Лукутцова Н.П., Карпиков Е.Г. и др. Повышение эффективности мелкозернистого бетона комплексной микродисперсной добавкой // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2013. № 3. С. 15–18.
10. Лукутцова Н.П., Карпиков Е.Г. Энергоэффективный мелкозернистый бетон с комплексным микронаполнителем // Строительство и реконструкция. 2014. № 5 (55). С. 94–100.