Smart composite in construction Smart composite in construction Умные композиты в строительстве 2782-1919 117680 10.52957/2782-1919-2026-7-1-56-70 Строительные материалы и изделия Construction materials and products Строительные материалы и изделия Optimization of binder composition for special-purpose concrete using active experimentation Оптимизации состава вяжущего для бетонов специального назначения с использованием активного эксперимента Румянцева Варвара Евгеньевна Rumyanceva Varvara Evgen'evna

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Овчинников Александр Александрович Ovchinnikov Aleksandr Aleksandrovich nisigasa@mail.ru Обручев Дмитрий Витальевич Obruchev Dmitriy Vitalievich d.v.obruchev@i-meb.ru Есина Марина Геннадьевна Esina Marina Gennadievna mail@edufire37.ru Ивановский государственный политехнический университет Ivanovo State Polytechnic University Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России Россия Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России Russian Federation Ивановская пожарно-спасательная академия государственной пожарной службы МЧС России Иваново Россия Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia Ivanovo Russian Federation Ивановская пожарно-спасательная академия государственной пожарной службы МЧС России Россия Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia Russian Federation 21 03 2026 21 03 2026 7 1 56 70 07 02 2026 06 03 2026 https://chemintech.ru/en/nauka/article/117680/view

Рассмотрены результаты экспериментальных исследований вяжущей композиции «феррохромовый шлак – жидкое стекло» с целью оптимизации состава и изучения влияния на него различных качественных и количественных факторов. Представлены результаты математического планирования, а также данные натурного эксперимента и оценки адекватности математической модели. Приведены расчеты экстремума полученной математической функции в пятимерном факторном пространстве и определены значения варьируемых факторов, соответствующих максимальной прочности системы «феррохромовый шлак – жидкое стекло».

The paper discusses the results of experimental studies on the ‘ferrochrome slag – liquid glass’ binder composition. The purpose of the study is to optimise the composition and to investigate the impact of various qualitative and quantitative factors on it. The paper presents the results of mathematical planning, data from full-scale experiments, and an assessment of the adequacy of the mathematical model. The authors present calculations of the extremum of the resulting mathematical function in a five-dimensional factorial space and determine the values of the variable factors corresponding to the maximum strength of the ‘ferrochrome slag – liquid glass’ system.

 композиты специального назначения шлакощелочное вяжущие экспериментальные исследования математическое моделирование оптимизация special purpose composites slag-alkaline binders experimental research mathematical modeling optimization

Гергишан С.В., Овчинников А.А., Ходова И.А. Моделирование процесса прогрева строительной конструкции с защитным огнестойким покрытием // Умные композиты в строительстве. 2025. Т. 6. Вып. 1. С. 21-30. URL: https://comincon.ru/ru/nauka/issue/5863/view (дата обращения 20.12.2025). Gergishan, S.V., Ovchinnikov, A.A. and Khodova, I.A. (2025), Modelling of the heating process of a building structure with a protective fire-resistant coating, Umnye kompozity v stroitel'stve [Smart Composite in Construction], vol. 6, no. 1, pp. 21-30 (in Russian). Available at: https://comincon.ru/ru/nauka/issue/5863/view (accessed 20.12.2025). Атлас шлаков. Справочник. М.: Металлургия, 1985. 208 с. Slag atlas (1985), Handbook. Metallurgy, Moscow, 208 p. (in Russian). Ковалев А.В., Дроженко К.В. Бетоны на шлакощелочных вяжущих // Технологии бетонов. 2025. № 4 (201). С. 25-29. Kovalev, A.V. and Drozhenko, K.V. (2025), Concrete on slag-alkaline binders, Tekhnologii betonov [Concrete technologies], vol. 4, no. 201, pp. 25-29 (in Russian). Ананенко А.А., Банул А.В. Получение высокопрочных бетонов на шлакощелочных вяжущих // Изв. высш. учеб. заведений. Строительство. 2007. № 10 (586). С. 17-19. Ananenko, A.A. and Banul, A.V. (2007), Obtaining high-strength concrete on slag-alkaline binders, Izv. vyssh. ucheb. zavedenii. Stroitel'stvo [Proceedings of higher educational institutions. Construction], no. 10 (586), pp. 17-19 (in Russian). Глуховский В.Д., Кривенко П.В., Румына Г.В., Герасимчук В.Л. Производство бетонов и конструкций на основе шлакощелочных вяжущих. Киев: Будiвельник, 1988. 143 с. Glukhovskiy, V.D., Krivenko, P.V., Rumyna, G.V. and Gerasimchuk, V.L. (1988), Production of concrete and structures based on slag-alkaline binders. Kyiv: Budivelnik, 143 p. (in Russian). Петровская А.А., Каптюшина А.Г. Исследование свойств шлакощелочных вяжущих и бетонов на их основе // Строительные материалы. 2021. № 10. С. 21-24. Petrovskaya, A.A. and Kaptyushina, A.G. (2021), Study of the properties of slag-alkaline binders and concretes based on them, Stroitel'nye materialy [Construction materials], no. 10, pp. 21-24 (in Russian). Федосов С.В., Серегин Г.В., Овчинников А.А. Жаростойкий бетон для футеровки вагонеток и печей керамической промышленности // Строительные материалы. 2006. № 9. С. 9-11. Fedosov, S.V., Seryogin, G.V. and Ovchinnikov, A.A. (2006), Heat-resistant concrete for lining trolleys and furnaces of the ceramic industry, Stroitel'nye materialy [Construction materials], no. 9, pp. 9-11 (in Russian). Овчинников А.А. Модифицированные шлакощелочные бетоны // Ученые записки инж.-строит. фак та. Иваново, 2006. Вып. 3. С. 40-41. Ovchinnikov, A.A. (2006), Modified slag-alkaline concretes, Uchenye zapiski inzh.-stroit. fak-ta [Scientific notes of the Faculty of Civil Engineering], Ivanovo, iss. 3, pp. 40-41 (in Russian). Provis J.L. Geopolymers and other alkali activated materials: why, how, and what? // Materials and Structures. 2013. Vol. 47. P. 11-25. Provis, J.L. (2013), Geopolymers and other alkali activated materials: why, how, and what?, Materials and Structures, vol. 47, pp. 11-25. Glukhovsky V.D., Rostovskaya G.S., Rumyna G.V. High-Strength Slag-Alkaline Cements // 7th Inter. Congress on the Chemistry of Cement. Paris, 1980. Vol. III. P. 164-168. Glukhovsky, V.D., Rostovskaya, G.S. and Rumyna, G.V. (1980), High-Strength Slag-Alkaline Cements, 7th Inter. Congress on the Chemistry of Cement, Paris, vol. III, pp. 164-168. Салония Л.Г., Самченко С.В., Скальный В.В. Феррохромовые шлаки в строительных композициях // Вестник МГСУ. 2016. № 10. С. 104-115. Saloniya, L.G., Samchenko, S.V. and Skal'nyj, V.V. (2016), Ferrochromic slags in building compositions, Bulletin of MGSU, no. 10, pp. 104-115 (in Russian). Ординарцева Н.П. Математическая модель измерительной задачи // Известия ЮТУ. Техн. науки. Тем. вып. «Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении». Таганрог: изд во ТГИ ЮТУ. 2012. № 5 (130). С. 90. Ordinartseva, N.P. (2012), Mathematical model of the measurement problem, Izvestiya YuTU. Tekhn. nauki. Tem. vyp. «Komp'yuternye i informatsionnye tekhnologii v nauke, inzhenerii i upravlenii» [Izv. YuTU. Tech. sci. Thematic iss. "Computer and information technologies in science, engineering and management]", Taganrog: Publ. house TGI YuTU, vol. 5, no. 130, p. 90 (in Russian). Федосов С.В., Баканов М.О., Александрова О.В., Разговоров П.Б., Кузнецов И.А. Комплексное математическое моделирование в управлении физико-химическими процессами при транспортировке бетонной смеси // Умные композиты в строительстве. 2025. Т. 6. Вып. 4. С. 23-42. URL: https://comincon.ru/ru/nauka/issue/6779/view (дата обращения 20.12.2025). Fedosov, S.V., Bakanov, M.O., Aleksandrova, O.V., Razgovorov, P.B. and Kuznetsov, I.A. (2025), Comprehensive mathematical modelling in the management of physical and chemical processes during the transportation of concrete mixtures, Umnye kompozity v stroitel'stve [Smart Composite in Construction], vol. 6, no. 4, pp. 23-42 (in Russian). Available at: https://comincon.ru/ru/nauka/issue/6779/view (accessed 20.12.2025).