Smart composite in construction Smart composite in construction Умные композиты в строительстве 2782-1919 82663 10.52957/27821919_2022_1_30 Строительные материалы и изделия Construction materials and products Строительные материалы и изделия Optimisation of composite material structure based on the technology of polystructural integration of heterogeneous materials Оптимизация составов композиционных материалов на основе технологии полиструктурной интеграции гетерогенных материалов Овчинников Александр Александрович Ovchinnikov Aleksandr Aleksandrovich Обручев Дмитрий Витальевич Obruchev Dmitry Vital'evich Данилов Игорь Николаевич Danilov Igor Nikolaevich ООО «СтройКом» Иваново Россия JSC "StroyCom" Ivanovo Russian Federation ООО «Экспресс-Партнер» Иваново Россия JSC "Express-Partner" Ivanovo Russian Federation ООО «Экспресс-Партнер» Иваново Россия JSC "Express-Partner" Ivanovo Russian Federation 25 03 2022 25 03 2022 3 1 30 46 10 03 2022 23 03 2022 https://chemintech.ru/en/nauka/article/82663/view

Статья направлена на решение вопроса оптимизации состава композита, разработанного на основе обобщений теоретических представлений о зависимости эксплуатационных характеристик композиционных материалов от их состава и структуры. Исходя из полиструктурной теории бетона, в статье формулируются положения о влиянии компонентов на различные структурные уровни композита, экспериментально доказывается возможность качественного управления свойствами материалов и характеристиками конечных объектов городской инфраструктуры на их основе. В статье рассмотрены существующие и перспективные методы создания вариатропных полиструктурных композиционных материалов. Приведены результаты экспериментов по подбору составов композита на основе представления о его структуре как сложной системе. Представлены результаты экспериментов по оптимизации состава композита, позволяющие обеспечить эффективную совместную работу элементов гетерогенного материала и рациональное управление свойствами конечного объекта городской инфраструктуры с учетом требований к условиям эксплуатации. Предложены технологические решения по производству объектов городской среды из разработанного композиционного материала.

The article considers the problem of the composite structure optimization developed on the basis of general theoretical concepts about the dependence of the performance characteristics of composite materials on their composition and structure. Based on the poly-structural theory of concrete, the article formulates provisions on the influence of components on different structural levels of the composite and experimentally proves the possibility of qualitative control of material properties and characteristics of final urban infrastructure objects based on them. This article discusses existing and promising methods for creating variatropic polystructured composite materials. The paper presents the results of experiments on the selection of composite structure considering this particular structure as a complex system. Also the paper provides the experimental results on optimization of composite structure. These results allow efficient cooperation of the heterogeneous material elements and rational management of the properties of the final object of the urban infrastructure, taking into account the requirements for operating conditions. The authors also propose the technological solutions for the production of environment objects made of the developed composite material.

 строительные материалы композиты композиционные материалы полиструктурная интеграция полиструктурная теория бетона бетон вариатропная структура construction materials composites composite materials polystructural integration polystructural theory of concrete concrete variatropic structure

МГСН 1.02-02 / ТСН 30-307-2002 Нормы и правила проектирования комплексного благоустройства на территории города Москвы (с изм. от 19 августа 2003 г., 11 июля 2006 г.). MGSN 1.02-02 / TCH 30-307-2002 Norms and rules for the design of complex landscaping on the territory of the city of Moscow (as amended on August 19, 2003, July 11, 2006) (in Russian). Силкина М.А. Визуальные ориентиры в архитектурной среде // Наука, образование и экспериментальное проектирование: тезисы докладов Международной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, молодых ученых и студентов, 6-10 апреля 2015 г. М.: МАРХИ, 2015. С. 417-418. Silkina, M.A. (2015) Visual landmarks in the architectural environment, Nauka, obrazovanie i eksperimental'noe proektirovanie: tezisy dokladov Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii professorsko-prepodavatel'skogo sostava, molodyh uchenyh i studentov, April 6-10, 2015. M.: MARHI, pp. 417-418 (in Russian). Скуратовский Г.М. Искусство архитектурного пропорционирования. Новосибирск: Наука: Сибирское предприятие РАН, 1997. 184 с. Skuratovskij, G.M. (1997) The Art of Architectural Proportionation. Novosibirsk: Nauka: Sibirskoe predpriyatie RAN (in Russian). Помазкин А.И., Кравченко В.А., Кучина К.А., Литвинцев М.К., Путых А.В., Успенских А.В. Технологические и финансовые преимущества композиционных материалов из натурального сырья // Экономика: вчера, сегодня, завтра. 2019. Т. 9, № 5А. С. 335-343. Pomazkin, A.I., Kravchenko, V.A., Kuchina, K.A., Litvintsev, M.K., Putykh, A.V. & Uspenskikh, A.V. (2019) Technological and financial advantages of composite materials from natural raw materials, Ekonomika: vchera, segodnya, zavtra, 9(5A), pp. 335-343 (in Russian). Хозин В.Г. Полимеры в строительстве – реальные границы и перспективы эффективного применения // Полимеры в строительстве: научный Интернет-журнал. 2014. № 1(1). С. 9-26. URL: https://polymer.kgasu.ru/files/N1-1-2014-vypusk-17.03.pdf Hozin, V.G. (2014) Polymers in construction – real boundaries and prospects for effective use, Polimery v stroitel'stve: nauchnyj Internet-zhurnal, 1(1), pp. 9-26 [online]. Available at: https://polymer.kgasu.ru/files/N1-1-2014-vypusk-17.03.pdf (in Russian). Боженов П.И. О формировании технических характеристик полидисперсных искусственных материалов // Строительные материалы. 1992. № 4. С. 20-24. Bozhenov, P.I. (1992) On the formation of technical characteristics of polydisperse artificial materials, Stroitel'nye Materialy, 4, pp. 20-24 (in Russian). Дворкин Л.И., Соломатов В.И., Выровой В.Н., Чудновский С.М. Цементные бетоны с минеральными наполнителями. Киев: Будiвельник, 1991. 136 с. Dvorkin, L.I., Solomatov, V.I., Vyrovoj, V.N. & CHudnovskij, S.M. Cement concretes with mineral fillers. Kiev: Budivel'nik, 1991 (in Russian). Дворкин Л.И. Эффект активных наполнителей в пластифицированных цементных бетонах // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1988. № 9. С. 53-57. Dvorkin, L.I. (1988) Effect of active fillers in plasticized cement concretes, Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Stroitel'stvo i arhitektura, (9), pp. 53-57 (in Russian). Ovchinnikov A.A., Obruchev D.V., Danilov I.N. Composite materials based on polysturctural integration of heterogeneous materials. Smart composite in construction. 2021. V. 2, no 3. P. 21- 31. Ovchinnikov, A.A., Obruchev, D.V. & Danilov, I.N. (2021) Composite materials based on polysturctural integration of heterogeneous materials, Smart composite in construction, 2(3), pp. 21-31. Соломатов В.И. Развитие полиструктурной теории композиционных строительных материалов // Изв. вузов. Строительство. 1985. № 8. С. 58-64. Solomatov, V.I. (1985) Development of the polystructural theory of composite building materials, Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Stroitel'stvo, (8), pp. 58-64 (in Russian). Соломатов В.И., Выровой В.Н., Бобрышев А.Н. и др. Полиструктурная теория композиционных строительных материалов. Ташкент: ФАН, 1991. 344 с. Solomatov, V.I., Vyrovoj, V.N., Bobryshev, A.N. et al. (1991) Polystructural theory of composite building materials. Tashkent: FAN (in Russian). Королев Е.В., Баженов Ю.М., Смирнов В.А. Строительные материалы вариатропно каркасной структуры. М.: МГСУ, 2011. 304 с. Korolev, E.V., Bazhenov, Yu.M. & Smirnov, V.A. (2011) Building materials of variatropic-frame structure. M.: MGSU (in Russian). Налимов В.В. Теория эксперимента // Новые идеи в планировании эксперимента. М.: Наука, 1969. С. 24-36. Nalimov, V.V. (1969) 'Theory of experiment' in Nalimov, V.V. (Ed.) New ideas in experiment planning. M.: Nauka, pp. 24-36 (in Russian). Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1965. 340 с. Nalimov, V.V. & Chernova, N.A. (1965) Statistical methods for planning extreme experiments. M.: Nauka (in Russian). Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1971. 282 с. Adler, Yu.P., Markova, E.V. & Granovskij, Yu.V. (1971) Experiment planning while searching for optimal conditions. M.: Nauka (in Russian). Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики (для технических приложений). М.: Наука, 1969. 511 с. Smirnov, N.V. & Dunin-Barkovskij, I.V. (1969) Probability Theory and Mathematical Statistics course (for technical applications). M.: Nauka (in Russian). Финни Д. Введение в теорию планирования экспериментов. М.: Наука, 1970. 288 с. Finni, D. (1970) Introduction to the theory of experiment planning. M.: Nauka (in Russian).