Методологические принципы создания строительных композитов на основе жидкого стекла
|
Разработка новых строительных материалов обусловливается интенсификацией технологических процессов различных производств, повышением мощности физических источников и активности химических сред, а также ухудшением экологической обстановки. При этом внешняя среда является надсистемой, формулирующей требования к технической системе — строительному материалу, т.е. к его качеству. Накопление экспериментальных данных, их обобщение, развитие технологий производства и повышение требований к качеству строительных материалов способствуют развитию научных и прикладных основ строительного материаловедения и присущих им методологических принципов синтеза материалов. В общем, методология создания строительных материалов претерпевает третий этап своего развития, а именно — научное владение производством, сущность которого заключается в получении и целенаправленном использовании знаний как о технологическом процессе, так и о процессе структурообразования под действием эксплуатационных факторов. Часто получение таких знаний производится эмпирически, что предопределяет их уникальность и создает трудности в тиражировании и переносе в другие аналогичные технические системы. Указанное, безусловно, сдерживает развитие строительного материаловедения как специфической области знаний. Строительное материаловедение, в сущности, является системной наукой, базирующейся на знаниях таких фундаментальных наук, как физика, химия, математика, информатика, сопротивление материалов, физическая химия и др. На современном этапе развития строительного материаловедения наблюдается трансформация представлений о строительных материалах: переход от модели «черного ящика» к частично детерминированным моделям. Системное рассмотрение материала представлено в полиструктурной теории, предложенной В.И. Соломатовым. Согласно полиструктурной теории, строительные материалы предлагается исследовать и проектировать по предварительно выделенным структурным уровням. Предлагается выделять макро- и микроструктуру. При этом каждый уровень представляется как новый материал с присущими показателями качества, которые выделяют декомпозицией системы критериев качества. Определение рецептурных и технологических факторов, оказывающих доминирующее влияние на структурообразование каждого структурного уровня, производится посредством анализа влияния каждого фактора на интенсивные свойства материала; формулирование и сокращение альтернатив компонентов — по экстенсивным свойствам. Многокритериальная оптимизация рецептуры и технологического режима изготовления проводится по экспериментально-статистическим моделям, учитывающим влияние основных рецептурных и технологических факторов. Совокупность таких моделей является своеобразной математической моделью проектируемого материала. Полная совокупность представленных операций является алгоритмом синтеза нового материала. |
