Модель высокопрочного легкого бетона

Моделирование представляет собой инструмент научного познания, позволяющий путем замены исследуемого объекта его представлением (моделью) исследовать его и интерпретировать результаты на сам объект. Очевидно, что модель материала должна позволять проводить исследование влияния рецептурных факторов на его свойства (прямая задача) или при установленных требованиях к материалу определять параметры модели (величины факторов), обеспечивающие достижение установленных требований (обратная задача). В ходе исследования разработана рецептурно-структурная модель высокопрочного легкого бетона, представляющая собой систему уравнений, устанавливающих взаимосвязи структурных параметров (геометрические характеристики, рецептурных факторов (содержание компонентов) со скоростью седиментации и вязкостью бетонной смеси и удельной прочностью бетона. Проведенное моделирование позволяет спрогнозировать свойства бетонной смеси и бетона на полом заполнителе и установить граничные условия для достижения целевых значений ключевых показателей качества. Установлено, что актуальной задачей при получении высокопрочных легких бетонов является разработка рецептурно-технических решений, обес-печивающих сочетание высокой подвижности и однородности, что объясняется величиной В/Ц как ключевого управляющего фактора, находящейся в противоположных областях оптимизации, а для достижения высокой удельной прочности высокопрочного легкого бетона дополнительно необходимо регулировать адгезию цементного камня к полому заполнителю.

А.С. ИНОЗЕМЦЕВ¹, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Е.В. КОРОЛЕВ², д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
² Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (190005, г. Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., 4)

1. Смирнов В.А., Королев Е.В. Иерархическое моделирование строительных материалов как дисперсных систем: специализированная программная реализация // Строительные материалы. 2019. № 1–2. С. 43–53. EDN: YYFQXZ. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-767-1-2-43-53
2. Данилов В.Е., Королев Е.В., Айзенштадт А.М., Строкова В.В. Особенности расчета свободной энергии поверхности на основе модели межфазного взаимодействия Оунса–Вендта–Рабеля–Кьельбле // Строительные материалы. 2019. № 11. С. 66–72. EDN: LHMOAH. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-776-11-66-72
3. Гарькина И.А., Данилов А.М. Опыт разработки композиционных материалов: некоторые аспекты математического моделирования // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2013. № 8 (656). С. 28–33. EDN: RUPEAN
4. Будылина Е.А., Гарькина И.А., Данилов А.М., Сорокин Д.С. Синтез композитов: логико-методологические модели // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 5. С. 149. EDN: SZVJUV
5. Данилов А.М., Гарькина И.А., Киселев А.А. Моделирование и обработка экспериментальных данных при подготовке магистров и аспирантов // Региональная архитектура и строительство. 2015. № 3 (24). С. 73–77. EDN: UXRSDX
6. Королев Е.В., Беленцов Ю.А. Применение теории информации в решении задач строительного материаловедения // Региональная архитектура и строительство. 2023. № 3 (56). С. 13–28. EDN: NDKOJM
7. Королев Е.В., Киселев Д.Г., Альбакасов А.И. Оценка эффективности технологии наномодифицирования серных вяжущих веществ по показателям эксплуатационных свойств // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2013. Т. 5. № 3. С. 60–70. EDN: QBMUNH
8. Королев Е.В. Технико-экономическая эффективность новых технологических решений. анализ и совершенствование // Строительные материалы. 2017. № 3. С. 85–89. EDN: YHZYLN
9. Иноземцев А.С., Королев Е.В. Высокопрочный легкий бетон. СПб.: СПбГАСУ, 2022. 192 с. EDN: UCJRAZ
10. Макридин Н.И., Максимова И.Н. Искусственные пористые заполнители и легкие бетоны: Учеб. пособие. Пенза: ПГУАС, 2013. 324 с.
11. Петров В.П., Макридин Н.И., Ярмаковский В.Н. Пористые заполнители и легкие бетоны. Материаловедение. Технология производства: учебное пособие. Самара: СГАСУ; АСВ, 2009. 436 с.
12. Бычков М.В., Удодов С.А. Особенности разработки легких самоуплотняющихся бетонов на пористых заполнителях // Инженерный вестник Дона. 2013. № 3 (26). С. 25. EDN: RZEFZN
13. Иноземцев А.С., Королев Е.В. Легкие бетоны на полых и пористых заполнителях // Строительные материалы. 2024. № 7. С. 41–47. EDN: UNEDCX. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-826-7-41-47
14. Урьев Н.Б., Потанин А.Н. Текучесть суспензий и порошков. М.: Химия, 1992. 256 с.
15. Powell M.J. Site percolation in randomly packed spheres. Physical Review B. 1979. Vol. 20. Iss. 10. 4194. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.20.4194
16. Пивинский Ю.Е. Реология дилатантных и тиксотропных дисперсных систем. СПб.: Санкт-Петербургский государственный технологический институт, 2001. 174 с.
17. Королев Е.В., Баженов Ю.М., Альбакасов А.И. Радиационно-защитные и химически стойкие серные строительные материалы. Оренбург: ОГУ, 2010. 364 с. EDN: PYONOJ
18. Коган Б.Ю. Размерность физической величины. М.: Наука, 1968. 72 с.
19. Седов Л.И. Методы подобия и размерностей в механике. М.: Наука, 1972. 330 с.
20. Иноземцев С.С., Королев Е.В., Ле Х.Т., До Ч. Т. Методы оценки самовосстановления асфальтобетона // Строительные материалы. 2024. № 10. С. 37–46. EDN: JZAHYB. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-829-10-37-46
21. Шейкин А.Е., Чеховский Ю.В., Бруссер М.И. Структура и свойства цементных бетонов. М.: Стройиздат, 1979. 344 с.
22. Журавлев В.Ф., Штейерт Н.П. Сцепление цементного камня с различными материалами // Цемент. 1952. № 5. С. 17–19.
23. Бабицкий В.В. Прогнозирование степени гидратации цемента с химическими добавками // Материалы, технологии, инструменты. 2005. № 1. С. 76.
24. Несветаев Г.В., Ву Л.К. Модель для оценки сцепления цементного камня с заполнителем по величине предела прочности бетона при осевом растяжении // Интернет-журнал «Науковедение». 2017. Т. 9. № 3. EDN: ZEIRHN