Россия
Россия
УДК 691 Строительные материалы и изделия
ГРНТИ 67.09 Строительные материалы и изделия
Разработка новых композиционных материалов требует проведения множества экспериментов. В данной статье рассматривается использование метода планирования эксперимента для поиска наилучшего состава термолитобетона. Термолитобетон, являясь многокомпонентным строительным материалом, обладает свойствами, ко-торые зависят от широкого спектра факторов, имеющих разную природу и степень влияния на характеристики композита. Использование ортогонального планирования эксперимента неэффективно при значительном разбросе значений факторов. С целью определения оптимального состава композиционного материала в данной работе применялся симплекс-решетчатый план Шеффе. На основе указанного плана была разработана модель полного третье-го порядка и определены составы термолитобетона для создания образцов, которые затем будут подвергнуты экспериментальным исследованиям для определения их свойств. Предложенный подход к планированию может способствовать оптимизации структуры сложных многокомпонентных систем.
кремнистая порода, термолит, термолитобетон, многокомпонентная система, методы оптимизации, рациональ-ный состав, композиционный строительный материал, методы планирования эксперимента, симплекс-решетчатый план Шеффе.
1. Макаров, Ю.А. Симплексные методы оптимизации соста-ва композиционных строительных материалов / Ю.А. Ма-каров // Инженерный вестник Дона. 2024. №2. – Режим до-ступа: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2024/9053 (дата обращения 21.01.2026).
2. Эвристический подход к решению двухкритериальной задачи оптимизации композиционных материалов / В. В. Афонин, И. В. Ерофеева, В. А. Федорцов [и др.] // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. № 11(122). С. 1357-1366. – https://doi.org/10.22227/1997-0935.2018.11.1357-1366 .
3. Оптимизация состава вибропоглощающих композиций на основе бутилкаучука / О. И. Тарасова, Ю. В. Юркин, В. В. Авдонин, Н. В. Тарадаев // Эксперт: теория и практика. 2024. № 1(24). С. 53-60. https://doi.org/10.51608/26867818_2024_1_53 .
4. Теплоизоляционные растворы с использованием верми-кулита и их оптимизация / Л. Х. Загороднюк, К. Ш. Аль Мамури Саад, Д. А. Сумской, А. Л. Бочарников // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального уни-верситета. 2023. № 1(54). С. 90-101. https://doi.org/10.24866/2227-6858/2023-1/90-101 .
5. Фёдоров, С. А. Использование метода планирования экс-перимента при определении прочностных характеристик укреплённых засолённых грунтов // Инженерный вестник Дона. 2024. № 6. Режим доступа: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n6y2024/9297.
6. Афанасенко, А. А. Оптимизация зернового состава ас-фальтобетонных смесей с целью обеспечения максималь-ной плотности // Наука и техника. 2024. Т. 23. №. 3. С. 235-241.
7. Agunwamba, J., Okafor, F., Tiza, M. T. Application of Scheffe’s Simplex Lattice Model in concrete mixture design and performance enhancement. Environmental Research and Technology. 2024. Vol. 7(2). Pp. 270-279. https://doi.org/10.35208/ert.1406013 .
8. Ewa, D. E., Ukpata, J. O., Otu, O. N., Memon, Z. A., Alaneme, G. U., Milad, A. Scheffe’s Simplex Optimization of Flexural Strength of Quarry Dust and Sawdust Ash Pervious Concrete for Sustainable Pavement Construction. Materials. 2023. Vol. 16(2). 598. https://doi.org/10.3390/ma16020598 .
9. Siamardi, K., Afshar, M., Shabani, S. Performance Evalua-tion of Wet Paving Concrete Incorporating Ternary Blends of Alluvial Tuff and Limestone Aggregates Using Simplex Cen-troid Mixture Method. Periodica Polytechnica Civil Engineer-ing. 2025. Vol. 69(1). Pp. 210–219. https://doi.org/10.3311/PPci.22666 .
10. Abbas, B. A., Sulaimon, N. A., Abubakar, J., Jantabo, U. H., Sodiq Alabi, A., Akere, I. O. Optimization of Concrete Based on Scheffe’s Model Using Crushed Glass as Partial Replacement for Fine Aggregate. Aksaray University Journal of Science and Engineering, 2025. Vol. 9(1). Pp. 23-34. https://doi.org/10.29002/asujse.1520782.
11. Prediction of the compressive strength of aluminum waste–cement concrete using Scheffe’s theory – J.I. Ari-manwa, D.O. Onwuka, M.C. Arimanwa, U.S. Onwuka. Journal of Materials in Civil Engineering. 2012. Vol. 24(2). Pp. 177-183. https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000321 .
12. Mbadike, E.M., Osadebe, N.N. Application of Scheffe’s model in optimization of compressive strength of lateritic concrete. Journal of Civil Engineering and Construction Technology. 2013. Vol. 4(9). Pp. 265-274. https://doi.org/10.5897/JCECT2013.0288 .
13. George, L.O., Oguaghamba, R.S., Nwankwo, P.E. Optimiza-tion of flexural strength of palm nut fibre concrete using Scheffe’s theory. Materials Science for Energy Technologies. 2019. Vol. 2(2). Pp. 272-278. https://doi.org/10.1016/j.mset.2019.01.008 .
14. Akobo, I.Z., Akpila, S.B., Okedeyi, B. Optimization of compressive strength of concrete containing rubber chips as coarse aggregate based on Scheffe’s model. International Jour-nal of Civil Engineering. 2020. Vol. 7(7). Pp. 93-110. https://doi.org/10.14445/23488352/IJCE-V7I7P112 .
15. Attah, I. C., Etim, R. K., Okafor, A. N., Memon, Z. A. Opti-mization of mechanical properties of rice husk ash concrete using Scheffe’s theory. SN Applied Sciences. 2020. Vol. 2. No. 5. 928. https://doi.org/10.1007/s42452-020-2727-y .
16. Onyelowe, K. C., Van, D. B., Igboayaka, C., Ugwuanyi, H. Scheffe optimization of swelling, California bearing ratio, compressive strength, and durability potentials of quarry dust stabilized soft clay soil. Materials Science for Energy Tech-nologies. 2019. Vol. 2. No. 1. Pp. 67-77. https://doi.org/10.1016/j.mset.2018.10.005 .
17. Silveira, C. P., Amaral, F. L. F., Vieira, C. M. F., Monteiro, S. N. Use of Simplex Lattice experimental design in the study of ornamental rock waste as filler to obtain maximum compac-tion. Cerâmica. 2011. Vol. 57. No. 344. Pp. 491-498. https://doi.org/10.1590/S0366-69132011000400018 .
18. Kilic, A.T., Uysal, M., Aygun, B.F. et al. Multi-criteria de-cision-making optimization-based fiber-reinforced waste ce-ramic powder-based geopolymer: toward a sustainable net zero/low CO2 emission building material. Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2024. Vol. 24. No. 4. 242. https://doi.org/10.1007/s43452-024-01052-y .
19. Минералы и горные породы СССР / Т. Б. Здорик, Л. Г. Фельдман, И. Н. Тимофеев, В. В. Матиас. М.: Мысль, 1970. 488 с.
20. Cecile, S., Rousseaux, Watson W. Gregg Recent decadal trends in global phytoplankton composition. Journal of Global Biogeochemical Cycles. 2015. Vol. 29. No. 10. Рp. 1674-1688. https://doi.org/10.1002/2015GB005139 .
21. Губанов, Д.А. Строительные композиционные материа-лы на основе местных сырьевых ресурсов: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.23.05 / Д.А. Губанов. Волгоград. 2013. 25 с.
22. Ахмеденов, К.М. Памятник природы «гора Большая Ичка» как уникальный объект солянокупольных ландшаф-тов Западного Казахстана / К.М. Ахмеденов, Д.М. Дудин // Молодой ученый. 2016. № 6(110). С. 314–318.
23. Камалов, С.М., Ли, К.А. География размещения место-рождений природных ископаемых Уральской области и их народнохозяйственное значение. Уральск: Диалог, 1992. 156 с.
24. Инструкция по применению классификации запасов к месторождениям кремнистых пород (диатомит, спонголит, трепел, опока). М., 1984. 36 с.
25. Тяпкин, В.А. Получение термолита из опочного гравия и бетона на его основе (Часть 1) / В.А. Тяпкин, В.И. Калаш-ников, И.В. Ерофеева // Современные научные исследова-ния и инновации. 2015. № 4 (48). Режим доступа: https://web.snauka.ru/issues/2015/04/51697 (дата обраще-ния 30.12.2024).
26. Макридин, Н.И. Влияние фазовых превращений в про-цессе обжига опоки на ее физико-механические свойства / Н.И. Макридин, И Н. Максимова, Ю.В. Полубарова // Реги-ональная архитектура и строительство. 2020. №1(42). С. 77-85.
27. Применение опоки Шиповского месторождения Рес-публики Казахстан в дорожном строительстве / Т. Ф. Ель-чищева, П. В. Монастырев, В. А. Езерский, А. Т. Таскалиев // Строительство и реконструкция. 2025. № 6(122). С. 88-98. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2025-122-6-88-98 .
28. MasterCast® 727 (RheoFIT 727). Добавка для изготовле-ния изделий из жестких бетонных смесей c эффектом гид-рофобизации и уменьшения высолообразований. Режим доступа: www.master-builders-solutions.ru (дата обращения 21.01.2026).
