И. К. Бейсембетов ректор Зам главного редактора
жүктеу/скачать 51,43 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- А. Бек, К.А. Акмалаев, З.А. Естемисов
- Ключевые слова
- Составы бетонов на щебне из бетонного лома
● Технические науки
438 №2 2016 Вестник КазНИТУ
, 2 1 1 x a dt dx
, 2 4 1 3 3 2 2
a x a x a dt dx
, 3 9 1 8 2 7 4 6 5 3 x a x a x a x a a dt dx
, 4
dx (2) здесь
dt dx 4 дополнительное уравнение, , 4
x
, 1 1
bT a q P T bK a 2 , , 3
T b a q T a 1 4 , , ) ) ( ( 1 0 2 1 0 5 T A q k T T k a , ) ) ( ( 1 0 2 0 6
A q k T k a ) ) ( ( ) ( 1 0 2 1 0 1 7 T A q k T T A q k a a , , ) ) ( ( ) ( 1 0 2 0 8 T A q k T A q k a . ) ) ( ( )) ( 1 ( 1 0 2 0 9 T A q k T A q k a
Решение задачи оптимального управления (расчет управляющего воздействия ) (t u ) замкнутой системой ПЧ – АД рассмотрим на основе принципа максимума [4,5].С целью согласования напряже- ния с датчика скорости (тахогенератор) и напряжения с выхода регулятора скорости, интегральный критерий оптимальности имеет вид: . ) ) ( ( 2 1 ) ( 0 2 2 4 2 2 2 3 1 dt c x x x x q u J T (3)
Функцию Гамильтона составим в следующем виде: . ) ( ) ( ) ( ) ) ( ( 2 1 4 3 9 1 8 2 7 4 6 5 3 2 4 1 3 3 2 2 2 1 1 2 2 4 2 2 2 3 1 0
a x a x a x a a x a x a x a x a c x x x x q H
Уравнения сопряженных функций i запишутся в виде: , )
3 8 2 3 3 1 1 a a x x q dt d
, 3 7 2 4 1 1 2 2 a a a x dt d
, ) ( 3 9 2 2 1 3 3
a a x x q dt d
, 3 6 4 4
a x dt d Конечные значения i имеют вид: . 0
(
i
(6) Начальные условия для i x уравнений (2) запишутся: . 0
0 , 0 , ) 0 ( 4 ) 0 ( 3 ) 0 ( 2 ) 0 ( ) 0 ( 1 x x x x x
(7) Приравнивая производную / H нулю, находим значение ). (
4 3 5 a c (8) Подставляя значение (8) в уравнения (2) и объединяя полученную систему уравнений с уравне- ниями (5) , приходим к системе уравнений:
,
1 1
a dt dx
, 2 4 1 3 3 2 2
a x a x a dt dx
, ) ( 3 9 1 8 2 7 4 6 4 3 5 5 3 x a x a x a x a a c a dt dx (9) ). (
4 3 5 4 a c dt dx
Объединяя систему уравнений (9) с системой уравнений (5), с заменой переменных ) 4 ,..., 1 ( i x y i i ,
) 4 , ... , 1 ; 8 , ... , 5 ( j i y j i при условии что граничные условия системы уравнений имеют вид: . 0 ) ( , 0 ) ( , 0 ) ( , 0 ) ( , 0 ) 0 ( , 0 ) 0 ( , 0 ) 0 ( , ) 0 ( 8 7 6 5 4 3 2 ) 0 ( 1 1
y T y T y T y y y y y y (10) (5) (4)
● Техникалық ғылымдар
ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016 439
Расчет оптимального управления ) (t u замкнутой системой ПЧ – АД в MATLAB осуществлял- ся по программе [6] на основе уравнений (10) с граничными условиями (11). График управляющего воздействия ) (t u
приведен на рисунке 2.
Рис. 2. Кривая переходного процесса оптимального управления замкнутой системы ПЧ – АД
Рассчитанная кривая переходного процесса оптимального управления ) (t u дает возможность выполнить условия поставленной задачи описанные выше.
ЛИТЕРАТУРА [1] Башарин А.В., Постников Ю.В. Примеры решения автоматизированного электропривода на ЭВМ. – Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отделение, 1990. – 512 с. [2] Алексеев Е.Р., Чеснокова О.В. MATLAB 7. – М.: НТ Пресс, 2006. – 464 с. [3] Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. – М.: Наука, 1988. [4] Tерехов В.Н., Осипов О.И. Системы управления электроприводов.– М.: Академия, 2006. [5] Сагитов П.И., Тергемес К.Т., Шадхин Ю.И. Параметрический синтез системы управления многодви- гательного асинхронного электропривода. //Вестник Алматинского университета энергетики и связи. – 2011. - №2(13). [6] Алексеев Е.Р., Чеснокова О.В. MATLAB 7/ Алексеев Е.Р., Чеснокова О.В. – М.:НТ Пресс, 2006.
REFERENCES [1] Basharin A. V., Postnikov, Y. V. Examples of solutions of automated electric drive on the computer. – L.: Energoatomizdat, Leningrad. office, 1990. – 512 p
[2] Alekseev, E. R., Chesnokova O. V. MATLAB 7. – M: NT Press, 2006. – 464 p.
[3] Popov E.P. Theory of nonlinear systems of automatic control and management. – M.: Science, 1988. [4] Terekhov V.N., Osipov O. I. Control systems of electric drives. – M.: Academy, 2006. [5] Sagitov P. I., Tergemes K.T., ShadkhinYu.I. Parametrichesky synthesis of a control system of the multi- engine asynchronous electric drive.//Bulletin of Almaty university of power and communication. – 2011. - No. 2(13). [6] Alekseev E.R., Chesnokova O. V. MATLAB 7/Alekseev E.R., Chesnokova O. V. – M.:HT the Press, 2006.
● Технические науки
440 №2 2016 Вестник КазНИТУ
УДК 691.03
(Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева, Алматы, Республика Казахстан) УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ БЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
ченных под снос строительных объектов в виде бетонного лома. В связи с широким внедрением комплексов по разрушению некондиционных железобетонных изделий механическим способом и получению щебня из дроб- леного бетона встает вопрос его рационального применения в технологии железобетонных изделий и кон- струкций. Ключевые слова: бетонный лом, щебень, дробленный, утилизация отходов, заполнитель, технология, добавка. Одним из важнейших резервов экономии материальных и энергетических ресурсов в области строительных материалов является использование отходов предприятий сборного железобетона и строительных объектов в виде бетонного лома. В настоящее время в связи с широким внедрением комплексов по разрушению некондицион- ных железобетонных изделий механическим способом и получению щебня из дробленого бетона встает вопрос его рационального применения в технологии железобетонных изделий и конструкций. Эффективность использование техногенных отходов, а также побочных продуктов промыш- ленных предприятий обусловлена наличием широкой местной сырьевой базы. К тому же, примене- ние продуктов техногенного происхождения, в качестве составляющих бетона в значительной степе- ни позволит решать вопросы, связанные с улучшением экологии окружающей среды. Широкие воз- можности в области утилизации техногенных отходов имеет промышленность строительных матери- алов. Учитывая высокую энергоемкость используемых на сегодняшний день технологических про- цессов в производстве строительных материалов, целесообразно проведение их исследований на ос- нове отсевов дробления бетонного лома и горных пород [1]. Однако, существующие сложности при утилизации щебня из дробленого бетона, вызванные, прежде всего, особенностью свойств и неоднородностью исходного материала по прочности, зерно- вому составу, загрязненности, содержанию слабых составляющих и т.д., сдерживают широкое ис- пользование щебня из дробленого бетона в технологии бетонных изделий. Решение задачи рационального использования щебня из бетона в технологии железобетонных изделий и конструкций, возможно, прежде всего, получению кондиционного заполнителя, а также возможности его использования в бетонах различного назначения. В связи с широким внедрением комплексов по разрушению некондиционных железобетонных изделий и строительных объектов с целью получения щебня из бетонного лома несомненную акту- альность приобретают вопросы его рационального использования в технологии бетонных и железо- бетонных изделий и конструкций. Щебень из бетона состоит из фрагментов крупного и мелкого заполнителя, скрепленных це- ментным камнем и контактной зоны между ними, состоящей преимущественно из кристаллов порт- ландита, эттрингита и карбонатов кальция [2]. Особенностью щебня из бетонного лома является то, что гранулы щебня имеют частичную или сплошную оболочку из цементного раствора. Эта оболочка обладает пористостью, что приводит к повышенному водопоглощению заполнителя. При получении щебня из бетона путем дробления про- исходит разрушение кусков бетона с образованием новых физико-химических активных поверхно- стей цементного камня, не гидратированная часть которого может подвергаться дальнейшей гидра- тации. Такой заполнитель в бетонной смеси должен обладать повышенной водопотребностью. Водо- потребность является интегральной характеристикой, так как она определяется непосредственно в бетонной смеси и учитывает одновременно многообразие факторов: крупность, пустотность, состоя- ние поверхности, химическую активность, пористость и т.д. [3]. Заполнитель, обладающий повышенной водопотребностью и водопоглощением, активно влия- ет на формирование структуры бетонной смеси и бетона. Заполнитель в бетонной смеси, имея значи- ● Техникалық ғылымдар
ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016 441
тельную пористость, сначала поглощает воду из бетонной смеси. При этом изменяются реологиче- ские свойства смеси вследствие перераспределения воды между твердой, жидкой и газообразной фа- зами. В дальнейшем, при образовании капиллярно-пористой структуры цементного камня, происхо- дит обратная миграция воды из пор заполнителя в твердеющий цементный камень. Щебень из бетон- ного лома активно влияет на формирование как структуры цементного камня, так и плотной контакт- ной зоны между цементным камнем и заполнителем. Формирование цементного камня в этом случае происходит при пониженном водосодержании. В связи с тем, что щебень из бетонного лома обладает повышенной водопотребностью его применение в бетоне целесообразно совместно с добавками. Особенности строения и свойств щебня из бетонного лома свидетельствуют о том, что получаемая продукция имеет серьезные отличия от традиционно используемых заполнителей, что должно учитываться при ее применении в бетонных и железобетонных конструкциях различного назначения. В исследованиях бетонных смесей и бетонов необходимо установить обобщенные зависимости формирования структуры бетонных смесей и бетонов. Заполнитель из бетонного лома фракции 5-20 мм, по зерновому составу удовлетворяющий тре- бованиям, со средней плотностью 2,0 г/см 3 , насыпной плотностью 1,25 г/см 3 , пористостью 8 %, пу- стотностью 40 %, маркой по дробимости 350 и суперпластификатор С-3. Были проведены исследования применения заполнителя из бетонного лома в технологии желе- зобетонных изделий и конструкций различного назначения: для производства фундаментных блоков и стеновых камней, элементов мощения из декоративного бетона, плит балконов и лоджий, панелей внутренних стен. При производстве фундаментных блоков и стеновых камней были проведены ис- следования свойств бетонных смесей и бетонов, приготовленных только на щебне из бетонного лома, составы которых представлены в таблице 1. Для сравнения исследовали контрольные составы, при- готовленные на известняковом щебне (состав 1 и 4). Были определены обшая пористость, характер пор, параметры микротрещино образования, трещино стойкость и величина дилатометрического эффекта, характеризующая морозостойкость бе- тона. Исследовали две серии бетонов с подвижностью 5 и 10см осадки конуса. Средняя плотность бетонов на известняковом щебне на 115-170 кг /м 3 выше, чем у бетонов на щебне из бетонного лома. Однако по прочности при сжатии они были приблизительно одинаковые.
Таблица 1. Составы бетонов на щебне из бетонного лома № Расход материалов в кг/м 3
Цемент Песок Вода
С-3 Щебень из извести Щебень из бетонного лома
1 410
203 728
- 980
- 2 395 214 726
- - 986 3 340
182 865
1,7 - 987 4 479
221 485
- 1120
- 5 482 232 485
- - 1123 6 410
196 640
2,05 - 1125 Например, при расходе цемента около 400 кг/м 3 их прочность составила 27,0 – 30,0 МПа, а при расходе цемента около 480 кг/м 3 их прочность составила 32,0 – 35,0 МПа. Как известно, прочность бетонов зависит от общей пористости и, в том числе, от объема капиллярных пор. Исследование характера порового пространства по трем степеням насыщения показало, что объём капиллярных пор контрольного и исследуемого бетонов практически одинаковый. Введение добавка С-3 приводит к снижению капиллярной пористости на 1,0-1,5 %. Общая пористость бетонов на щебне из бетонного лома на 4-5 % выше, чем у контрольных, что связано с пористостью самого щебня из бетонного лома, содержащего значительное количество цементного камня. |