Development of a Mathematical Model of the Optimal Technological Process for Non-Autoclaved Foam Concrete Obtaining

K L Domnina,M N Karakulov,S V Fedosov

doi:10.22213/2410-9304-2019-4-88-93

Abstract

Технологический процесс получения бетона – это сложная динамическая система, в рамках которой взаимодействуют множество элементов. Рассматривая технологический процесс как систему, необходимо учитывать его взаимодействие с внешней средой и внутренние взаимосвязи отдельных элементов системы. Основным источником информации, раскрывающим сущность технологического процесса как системы, является его математическая модель. В статье построена многофакторная математическая модель технологического процесса получения неавтоклавных пенобетонов. В качестве критериев качества выбраны показатели эксплуатационных свойств, востребованные для заказчиков: прочность на сжатие и теплопроводность. Поиск оптимума осуществлялся по ключевым технологическим факторам: соотношению между портландцементом и песком, водотвердому отношению, расходу пенообразователя и времени цикла смешивания. Для оптимизации технологического процесса получения пенобетонов использовано четырехфакторное математическое планирование в трех уровнях. Представлены результаты экспериментальных исследований и подробная пошаговая методика построения математической модели. Ввиду того, что полученный результат по значениям показателей критериев может не всегда удовлетворять заказчика, авторами предложен метод компромисса между критериями, который достигается путем взаимных уступок, т. е. процентных потерь критериев. Основным способом решения принят лексикографический метод или метод целенаправленного перебора.

Highlights

Технологический процесс получения бетона – это сложная динамическая система, в рамках которой взаимодействуют множество элементов
Разработка структуры математической модели оптимального технологического процесса получения пенобетонов Для построения математической модели технологического процесса получения неавтоклавных пенобетонов были проведены экспериментальные исследования влияния технологических факторов на критерии качества: y1 – прочность на сжатие, МПа, и y2 – теплопроводность, Вт/м·К
Выводы В итоге, нами был формализован метод многокритериального подхода для построения оптимального технологического процесса получения пенобетонов, а именно: а) построена математическая модель зависимости свойств готового изделия от каждого фактора в отдельности и совместно; б) построена целевая функция, удовлетворяющая математическим зависимостям результата от факторов; в) выбрана схема компромисса между критериями оптимальности с использованием ранга каждого из них; г) формализована многофакторная задача поиска оптимального технологического процесса получения пенобетонов

Summary

Introduction

Технологический процесс получения бетона – это сложная динамическая система, в рамках которой взаимодействуют множество элементов. В статье построена многофакторная математическая модель технологического процесса получения неавтоклавных пенобетонов. В качестве критериев качества выбраны показатели эксплуатационных свойств, востребованные для заказчиков: прочность на сжатие и теплопроводность. Для оптимизации технологического процесса получения пенобетонов использовано четырехфакторное математическое планирование в трех уровнях.

Results

Conclusion