Воронежского государственного архитектурно-строительного университета студент и наука

Выполнялся полный факторный эксперимент (ПФЭ), в котором рассматривались все возможные неповторяющиеся комбинации уровней независимых переменных - факторов.

В табл. 4 в качестве примера представлена матрица планирования эксперимента со звездными точками, где изучаемые факторы приведены в безразмерной системе координат (под чертой – опыты, поставленные дополнительно с целью определения в дальнейшем дисперсии воспроизводимости). Здесь же даны значения функции отклика – прочность цементного камня в возрасте 28 суток нормального твердения.
Таблица 4

Матрица реализации полного факторного 2³ эксперимента

с дополнением в виде «звездных» точек

Номер опыта	Значение факторов в кодированном виде			Значение факторов в натуральном виде			Rсж, МПа
	z1	z2	z3	z1	z2	z3
1	-1	-1	-1	15	30	1,0	74,8
2	-1	+1	-1	15	70	1,0	85,1
3	-1	-1	+1	15	30	1,6	78,7
4	-1	+1	+1	15	70	1,6	86,7
5	+1	-1	-1	25	30	1,0	77,1
6	+1	+1	-1	25	70	1,0	63,4
7	+1	-1	+1	25	30	1,6	75,2
8	+1	+1	+1	25	70	1,6	71,6
9	+ α	0	0	26,075	50	1,3	74
10	- α	0	0	13,925	50	1,3	77,6
11	0	+ α	0	20	74,3	1,3	59,0
12	0	- α	0	20	25,7	1,3	64,4
13	0	0	+ α	20	50	1,66	49,7
14	0	0	- α	20	50	0,94	52,1
15	0	0	0	20	50	1,3	71,8
16	0	0	0	20	50	1,3	76,5
17	0	0	0	20	50	1,3	76,7
Эталон	-	-	-	-	-	-	49

Достоверность полученных данных оценивалась при вероятности 0,95.

Для установления значимости оценок коэффициентов уравнения регрессии рассчитывался критерий Стьюдента, а для определения адекватности полученной зависимости -критерий Фишера.

В результате выполнения экспериментов были получены следующие математические модели, отражающие зависимость прочности при сжатии от изучаемых факторов.

R_cж1= 29,64 + 7,54х₁ + 4,71х₂ - 0,81х₁х₂ - 4,14х₁² – 1,03х₂² (2)

R_cж2= 34,65 + 2,56х₁ – 2,83х₁х₂ + 3,25х₁х₃ + 4,06х₁х₂х₃ (3)

R_cж3= 59,26 – 3,83х₁ + 14,25х₂² + 4,4х₁х₂х₃ (4)

Анализ полученных данных показал, что в случае использования органоминеральной добавки, состоящей из карбонатного отхода и суперпластификатора С-3, отмечены более высокие прочностные показатели цементного камня, а именно на 28 % выше прочностных показателей эталона, что соответствует дозировкам 10 % СаСО₃ и 1 % СПС-3.

При использовании добавки, состоящей из биокремнезема, 15 % от массы твердой фазы, и гиперпластификатора Melflux 2641F в количестве 0,5 %, предел прочности при сжатии цементного камня увеличивается до 61 МПа, что в 2 раза превышает эталонное значение.

Применение трехкомпонентной добавки, в состав которой входят бинарный наполнитель – МК + каменная мука и суперпластификатор «Полипласт» СП-1, позволило увеличить прочностные показатели цементного камня до 86,7 МПа. Таким образом, применение трехкомпонентной добавки дает возможность значительно сократить расход цемента и повысить прочность цементного камня примерно на 75 % по сравнению с эталоном. Дозировка компонентов добавки: МК – 15 %, КМ –70 %, СП-1 –1,6 % от массы твердой фазы.

Выводы
Выполненные исследования с использованием метода активного планирования многофакторного эксперимента позволили получить оптимальные дозировки органоминеральных добавок в цементные системы.

Сравнение результатов показывает, что лучшие показатели по прочности при сжатии цементного камня получены в случае использования органоминеральной добавки, в состав которой входит бинарный наполнитель, состоящий из микрокремнезема и каменной муки, и суперпластификатора «Полипласт» СП-1.

Библиографический список

1.Батраков, В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика / Батраков В.Г. – М., 1998. – 768 с.

2. Крылова, А.В. Планирование и организация эксперимента / А.В. Крылова, Е.И. Шмитько, Т.Ф. Ткаченко. – Воронеж: ВГАСУ, 2011.- С. 36 - 84.

3. Шмитько, Е.И. Оптимизация и управление технологическими процессами / Е.И. Шмитько, А.В. Крылова, Т.Г. Святская. – Воронеж: ВГАСУ, 2006. – 46 с.
Bibliography

1. Batrakov, V.G. Modificating concrete. Theory and practice. / V.G. Batrakov. – M., 1998. – 768 p.

2. Kreelova, A.V. Planning and organization of experiment / A.V. Kreelova, E.I. Shmetko, T.F. Tkachenko. – Voronegh: VSUACE ,- 2011.- P. 36 - 84.

3. Shmetko, E.I. Optimization and management of technology processes / E.I. Shmetko, A.V. Kreelova, T.G. Svatskaja. - Voronegh: VSUACE ,-2006.- 46 p.

Научные руководители: к.т.н., проф. Крылова А.В.

к.т.н., доц. Ткаченко Т.Ф.

к.т.н., доц. Козодаев С.П.

УДК 69.057.53

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет Аспирант кафедры технологии строительного производства В. С. Родионов Научный руководитель Канд. техн. наук, проф., зав. кафедрой технологии строительного производства А. Н. Ткаченко Россия, г. Воронеж, тел. 89081413397 email: Vitali_87@mail.ru

Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering 3-year post-graduate of the chair technology of building production V. S. Rodionov Supervisor Candidat of tech. sc., prof., head of the chair technology of building production A. N. Tkachenko Russia, Voronezh, tel. 89081413397 email: Vitali_87@mail.ru

Родионов В. С.

АНАЛИЗ ЖЕСТКОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОПАЛУБОЧНЫХ ЩИТОВ, ВЫПОЛНЕННЫХ НА ОСНОВЕ СОТОВОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ
В статье описываются аналитические исследования по определению параметров, в наибольшей степени влияющих на несущую способность опалубочного щита, представляющего собой трехслойную панель с сотовым заполнителем. Приведены исходные данные, расчетная схема, результаты исследований, выводы.
Ключевые слова: сотовый заполнитель, трехслойная панель, опалубочный щит, прогиб.
Rodionov V. S.
THE ANALYSIS OF FORM’S CHARACTERISTICS MADE ON THE BASIS OF HONEYCOMB
The investigative research of characteristics’ identification is described in this article, which most influence on load-carrying ability of form panel, which represents, sandwich panel on the basis of honeycomb. Background data, analytical model, dependence diagrams, conclusion are introduced.
Keywords: honeycomb, sandwich panel, form panel, deflection.
Практика строительства показывает, что применение современных опалубочных систем в монолитном домостроении значительно повышает технологичность строительства. Сроки, качество возведения конструкций во многом определяет применяемая опалубка. В этой связи одной из перспективных конструкций опалубки на наш взгляд может выступать опалубка, представляющая собой трехслойную панель, состоящую из двух тонких обшивок (несущих слоев) и помещенного между ними сотового заполнителя.

В настоящее время использование трехслойных конструкций с сотовым заполнителем в качестве опалубочного щита теоретически не исследовано и практически

Не опробировано. В этой связи на кафедре технологии строительного производства были выполнены аналитические исследования по определению параметров, в наибольшей степени влияющих на жесткостные характеристики данного опалубочного щита.



____________________________________________________________________________
 Родионов В. С., 2013

Расчеты проводились по методике [3] с целью определения максимальных прогибов трёхслойной панели. Была выбрана следующая расчетная схема: равномерно нагруженная квадратная панель, два края которых свободно оперты, а два других – поддерживаются упругими балками (рис. 1). Причем жесткость при изгибе упругих балок EI = 0. (табл. 1 [2]).

Рис. 1. Условия нагружения и граничные условия выбранной расчетной схемы
К расчету условно принята трехслойная панель размерами в плане 1х1м.

В качестве материала несущих слоев и сотового заполнителя выбран конструкционный текстолит по [1] – «Стеклотекстолит марки КАСТ-В» со следующими характеристиками:

• 
  модуль упругости при растяжении, не менее 1,7∙10⁴ МПа;
  
• 
  модуль упругости сдвига в плоскости листа по углом 45˚ к основе и к утку, не менее 0,4∙10⁴ МПа;
  
• 
  коэффициент Пуассона 0,11;
  
• 
  плотность не более: 1,85 г/см³.
  

В качестве переменных величин выступали толщина несущих слоев (δ), расстояние между несущими слоями (H₁), высота сотового заполнителя (h_з), толщина стенки сотового заполнителя (δ_c), размер стороны шестигранной ячейки сотового заполнителя (a_c).

Расчетная нагрузка принята по приложению 11 [4], согласно которому при расчете по деформациям опалубки плит перекрытий наиболее невыгодными сочетаниями нагрузок являются:

а) собственная масса опалубки, определяемая по чертежам;

б) масса свежеуложенной бетонной смеси, принимаемая для бетона на гравии или щебне из камня твердых пород - 2500 кг/м³;

в) масса арматуры - 100 кг/м³ железобетонной конструкции;

Предельный прогиб опалубочного щита под действием воспринимаемых нагрузок, согласно приложению 11 [4], не должен превышать 1/500 пролета для опалубки перекрытий, в данном случае – 2 мм.

На основании проведенного расчета построены результирующие графики зависимостей прогиба трехслойной панели от исследуемых величин (рис. 2, рис. 3).