<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Journal of Technical Research</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Journal of Technical Research</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Журнал технических исследований</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2500-3313</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">6497</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.12737/12099</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject></subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">The modeling of the properties of building ceramics based on man-made materials using statistical software packages</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Моделирование свойств строительной  керамики на основе техногенных материалов с использованием  программных статистических пакетов</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Зеленская</surname>
       <given-names>Елена Алексеевна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Zelenskaya</surname>
       <given-names>Elena Алексеевна</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>tamblena@mail.ru</email>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Корбова</surname>
       <given-names>Екатерина Вадимовна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Korbova</surname>
       <given-names>Ekaterina Вадимовна</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>war_wara@inbox.ru</email>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Вильбицкий</surname>
       <given-names>Александр Андреевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Vilbitskiy</surname>
       <given-names>Aleksandr Андреевич</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>vilba@icloud.com</email>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Вильбицкая</surname>
       <given-names>Наталья Анатольевна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Vilbitskaya</surname>
       <given-names>Natalya Анатольевна</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>vilbis@yandex.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Вильбицкий</surname>
       <given-names>Сергей Александрович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Vilbitskiy</surname>
       <given-names>Sergey Александрович</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>vilbis@narod.ru</email>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en"> Platov South-Russian State Polytechnic University</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2015-12-25T00:00:00+03:00">
    <day>25</day>
    <month>12</month>
    <year>2015</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2015-12-25T00:00:00+03:00">
    <day>25</day>
    <month>12</month>
    <year>2015</year>
   </pub-date>
   <volume>1</volume>
   <issue>3</issue>
   <fpage>4</fpage>
   <lpage>4</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://zh-szf.ru/en/nauka/article/6497/view">https://zh-szf.ru/en/nauka/article/6497/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Изучены особенности применения математико-статистических методов обработки экспериментальных данных при изучении интенсификации процесса спекания керамических масс с повышенным содержанием высококальциевого отхода, а также минерализаторов спекания - литийсодержащих отходов.  Установлена область оптимальных составов керамических масс, позволяющих получить керамическую облицовочную плитку с высокими функциональными свойствами.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Features of application of mathematical and statistical methods of processing of experimental data are studied at studying an intensification of process of sintering of ceramic compositions with the raised maintenance a calcium withdrawal, and also mineralizer sintering –lithium feigh. The area of optimum structures of the ceramic compositions is established, allowing to receive a ceramic facing tile with high functional properties.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>Ресурсосбережение</kwd>
    <kwd>строительная керамика</kwd>
    <kwd>математическое планирование</kwd>
    <kwd>отходы</kwd>
    <kwd>техногенные материал</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>Saving</kwd>
    <kwd>building ceramics</kwd>
    <kwd>mathematical planning</kwd>
    <kwd>waste</kwd>
    <kwd>man-made materials</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Современные технологии производства строительной керамики предъявляют определенные требования, главным образом, к сырьевым материалам, которые должны обеспечить высокое качество и конкурентоспособность выпускаемых изделий. Использование местных сырьевых материалов, а также различных вторичных продуктов зачастую позволяет обеспечить наряду с качественными характеристиками и высокие экономические показатели производства.Скоростной режим обжига, внедренный практически на всех ведущих предприятиях отрасли, также определяет составы керамических масс. Способы получения строительной керамики по такой технологии разработаны и изложены в ряде публикаций [1-3]. В целях получения безусадочной керамики в условиях низкотемпературного обжига при твердофазовом спекании используют карбонатные компоненты - мел, известняк, доломит и др. Однако зачастую ее послеобжиговые физико-механические свойства неудовлетворительны. Поэтому разработка способов интенсификации процесса спекания малоусадочных керамических материалов является актуальной.В ходе проведенных исследований по интенсификации процесса обжига установлено минерализующее влияние литийсодержащих отходов производства ацетатного волокна на спекание высококальциевых масс, в которых наряду с глиной и песком, в качестве сырьевых, использовали природные (мел, доломит) и техногенные (отход химической водоочистки, стеклобой) материалы. Керамические массы готовили на основе местных материалов Ростовской области - глины Владимировского месторождения, песка и мела Тарасовского месторождения; а также высококальциевых отходов химводоочистки (ХВО) Ростовской ТЭЦ и Новочеркасской ГРЭС и боя тарного стекла, литийсодержащих отходов ОАО «Каменскволокно».Таблица 1Матрица планирования эксперимента по плану неполного третьего порядкаxyzФункции откликаВодопоглощение, % (F1)Усадка, % (F2)Предел прочности при сжатии, МПа, (F3)10024,401,1027,9001018,500,6032,1000123,000,4034,200,50,5018,400,3030,400,500,518,800,5037,1000,50,514,201,8039,700,3330,3330,33311,101,2535,700,50,330,16713,300,9033,50         С целью изучения влияния щелочных и щелочноземельных соединений, входящих в состав использованных техногенных материалов на основные свойства черепка и установления областей оптимального их содержания, в системе был использован метод математического планирования экспериментов - симплекс-решетчатый план Шеффе неполного третьего порядка. Основными технологическими показателями керамической плитки являются прочность, усадка и водопоглощение. Состав варьируемой части определяют три компонента, мас. %: Х-высококальциевый отход (10%), Y - стеклобой (10%), Z - литийсодержащий отход (1%).Керамическую массу готовили по шликерной технологии с последующим формованием образцов пластичным методом. Обжиг осуществляли в муфельной печи при температуре 900 0С, с последующей выдержкой при максимальной температуре в течение 1 часа. С целью установления основных свойств керамического черепка в зависимости от количества варьируемых компонентов использовали матрицу планирования эксперимента приведенную в таблице 1.Для определения области оптимальных составов керамической массы нами использовался автоматизированный метод математического планирования эксперимента, с использованием системы STATISTICA, в которой реализуется графически ориентированный подход к анализу экспериментальных данных, а также математическая система MathCAD, являющаяся программным средством для решения технических проблем различной сложности [4, 5]. Кроме этого, определяется математическая модель (неполная кубическая), адекватно описывающая изменение свойств материалов в зависимости от изменения входящих факторов, которыми являются % (масс.) добавки техногенных продуктов. Функции отклика - основные технологические характеристики: водопоглощение, усадка и предел прочности при сжатии. Диаграммы характера изменения свойств представлены на рисунке 1 (а, б, в). Используя современные программные пакеты, на основании предварительно составленного алгоритма и изменения уровня варьирования, удалось значительно упростить процедуру нахождения диапазона областей составов, обеспечивающих наилучшие физико-механические свойства керамики по полученным уравнениям регрессии (см. . Реализованные инструменты являются универсальными и могут применятся для множества составов не только керамики, но и глазурей, эмалей, стекольных шихт, цементных сырьевых смесей и т.д.                                                             в)Рисунок 1 - Диаграммы изменения: а) водопоглощения, %; б) усадки, %; в) прочности, МПа и уравнения, адекватноРисунок 2 – Алгоритм расчета оптимальной области составов, реализованный в системе MathCADРисунок 3 – Диаграмма оптимальных показателей свойств черепка в зависимости от состава керамической массы. Для области  с градиентом – предел прочности на сжатие 35…40Мпа, водопоглощение 10…12%, усадка 1…1,5%С помощью математико-статистических методов планирования установлена область оптимальных составов керамических масс (см. рисунок 3), обеспечивающих получение облицовочной плитки с наилучшими физико-механическими показателями. Выявлено, что добавка литийсодержащего отхода в количестве 0,1…0,4% оказывает наибольшее интенсифицирующее воздействие на процесс спекания. При этом необходимо отметить весьма важный факт - обесцвечивание керамического черепка при использовании данного отхода. Это позволяет использовать данные массы для изготовления окрашенной керамики на основе неокрашенной матрицы, использовать более дешевые прозрачные глазури, что имеет немаловажное значение в производстве керамических материалов.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Павлов В.Ф. Физико-химические основы обжига изделий строительной керамики [Текст] / В.Ф. Павлов. - М.: Стройиздат, 1976. - 240 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pavlov V.F. Fiziko-khimicheskie osnovy obzhiga izdeliy stroitel&amp;#180;noy keramiki [Tekst] / V.F. Pavlov. - M.: Stroyizdat, 1976. - 240 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Вильбицкая Н.А. Особенности формирования кристаллических фаз в высококальциевой керамике [Текст] / Н.А. Вильбицкая, С.П. Голова [и др.] // Изв. вузов. Сев.-Кав. регион. Техн. науки. - 2001. - № 4. - С. 87-89.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vil&amp;#180;bitskaya N.A. Osobennosti formirovaniya kristallicheskikh faz v vysokokal&amp;#180;tsievoy keramike [Tekst] / N.A. Vil&amp;#180;bitskaya, S.P. Golova [i dr.]. Izv. vuzov. Sev.-Kav. region. Tekhn. nauki. - 2001. - № 4. - S. 87-89.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Боровиков В.П. Популярное введение в современный анализ данных в системе Statistica [Текст]: учебное пособие для вузов / В.П. Боровиков. - М.: Горячая линия - Телеком, 2012. - 288 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Borovikov V.P. Populyarnoe vvedenie v sovremennyy analiz dannykh v sisteme Statistica [Tekst]: uchebnoe posobie dlya vuzov / V.P. Borovikov. - M.: Goryachaya liniya - Telekom, 2012. - 288 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
