Математическая оптимизация составов шихт при производстве керамического кирпича

Разработана схема предварительной подготовки, прогнозирования и экспериментального подтверждения физико-механических свойств керамических изделий с помощью результатов математического планирования. Методом полного трехфакторного эксперимента установлено влияние основных факторов, влияющих на повышение эффективности исследований по расширению диапазона использования легкоплавких алюмосиликатных суглинков в композиции с золошлаковыми отходами (ЗШО). Математическая модель эксперимента позволила установить функциональные взаимосвязи между рецептурными параметрами (суглинок+ЗШО+силикат-глыба) и физико-механическими свойствами керамического кирпича (плотностью, пределом прочности при сжатии, водопоглощением). Получены уравнения регрессии, которые позволяют выявить зависимость функций отклика от установленных факторов. Поверхности откликов функций выходных параметров позволили визуально оценить изменение свойств полнотелого керамического стенового материала с использованием техногенных отходов топливно-энергетического комплекса – ЗШО в количестве 28 мас. % в композиции с силикат-глыбой 10% при температуре обжига 1050^оС и давлении прессования 20 МПа в исследуемой области факторного пространства. Предложенная методика проведения эксперимента позволяет обеспечить стабильность производственного цикла при подборе сырьевых компонентов и снижение доли некачественной продукции и брака.

В.А. ГУРЬЕВА, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.В. ДОРОШИН, инженер,
А.А. ИЛЬИНА, инженер

Оренбургский государственный университет (460018, г. Оренбург, пр. Победы, 13)

1. Статюха Г.А., Телицына Н.Е., Суруп И.В. Оптимизация гранулометрического состава наполнителей для сухих строительных смесей // Химические технологии и экология. Вестник ЧДТУ. 2008. № 4. С. 57–61.
2. Алибеков А.К., Михалев М.А. Практика применения планирования эксперимента: для инженеров и научных работников: Монография. Махачкала: ДГТУ, 2013. 126 с.
3. Гурьева В.А., Дорошин А.В. Целесообразность использования местного вторичного сырья в производстве строительных материалов // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: Материалы Всерос-сийской научно-методической конференции. Орен-бург, 2017. С. 167–171.
4. Guryeva V.A., Doroshin A.V. Determination of optimal drying process for ceramic bricks of semidry pressing // Proceedings of the International Symposium «Engineering and Earth Sciences: Applied and Fundamental Research» dedicated to the 85th anniversary of H.I. Ibragimov. (ISEES 2019). 2019, pp. 162–165. DOI: https://doi.org/10.2991/isees-19.2019.33
5. Лаптенок В.Д., Серегин, Ю.Н. Методы планирования эксперимента и обработки результатов. Красноярск: СибГАУ им. М.Ф. Решетнева, 2006. 184 c.
6. Дворников Л.Т., Жуков И.А., Каратеев А.В. Планирование эксперимента в технических науках // Проблемы и перспективы студенческий науки. 2017. № 1 (1). С. 4–5.
7. Медведев П.В., Федотов В.А. Математическое планирование эксперимента. Оренбург: ОГУ, 2017. 97 с.
8. Ковель А.А., Тиняков С.Е. Моделирование деградационных процессов керамических изделий в эксплуатационных условиях // Исследования наукограда. 2015. № 2 (12). С. 32–36.
9. Долотова Р.Г., Верещагин В.И., Смиренская В.Н. Определение составов ячеистых бетонов различной плотности при использовании полевошпатово-кварцевых песков методом математического планирования // Строительные материалы. 2012. № 12. С. 16–19.
10. Русина В.В., Чернов Е.И. Особенности подбора состава органоминеральных бетонов на основе техногенного сырья// Строительные материалы. 2018. № 10. С. 36–39. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-764-10-36-39
11. Guryeva V.A., DoroshinA.V., Dubineckij V.V. Ceramic bricks of semi-dry pressing with the use of fusible loams and non-traditional mineral raw materials // Solid State Phenomena. Vol. 299, pp. 252–257.DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.299.252.