CC BY
94
Section 9. Technical sciences
Suppose that the average length of processed n vectors is 100. Then
.. _ «1/2 „ 116 „ i ,, _ «1/2 „ 7 „ 0 .1 . . ,
Pcyber-205 _ - ~ ™ ~ 1 Ecray-1 _ - ~ ™ ~ 0 that task
CRAY-1 system is much more efficient than a system CYBER-205.
Conclusion. Vector- speed parallel system and MIMD- system approaches the asymptotic performance in the case where in formula (4) can be neglected when the communications component and
the value of n is a multiple of the number of processors in the system. Note that neglecting the communication costs also suggests that teams do not conflict with each other when accessing memory. Sense of asymptotic performance and length floor performance different. Asymptotic performance mainly characterizes the technology of manufacturing computers, while floor performance length is a measure of the degree of parallelism.
References:
1. Boebodin B. Parallel data processing. Sankt-Peter., 2002,600p.
2. Nemnugin S. A. Parallel programming for large powered multiprocessor systems.. Sankt-Peter.,2002,400p. Gregory R.
3. Andress (2003). Foundations of multithreoaded, parallel and distributed programming.Published by Addison-Wesley Longman.
4. Flynn, M.J. (1995), Computer architecture pipelined and parallel processor design, Lones and Barlett, Poston, Massachusetts.
5. The microgrid: a scientific tool for modeling computational grids/H. J. Song, X. Liu, D. Jakobsen et al.//In Proceedings of SC’2000, Dallas, Texas. - 2000.
6. Wilkinson, B, and Allen, M. (1999). Parallel programming: techniques and applications using networked workstations parallel computer.Published by Prentice-Hall, Inc.
7. Taylor V., Wu X., Stevens R. Prophesy: An infrastructure for performance analysis and modeling of parallel and grid applications. Eclipse modeling framework www.eclipse.org/emf/
8. The Infiniband Trade Association official website http://www.infinibandta.org.
9. HyperTransport Consortium official website http://www.hypertransport.org14. www.intel.com
Miryuk Olga Aleksandrovna, Rudny Industrial Institute Professor, Doctor of technical sciences E-mail: psm58@mail.ru
Formation of a cell in alkalissilicates compositions
Abstract: Processes formations of cellular structure of the cementless compositions are investigated. Influence of an alkaline component on foam properties is defined. The comparative characteristic of the cellular materials received by various methods is given.
Keywords: formation of a cell, foam-mass, structure.
Мирюк Ольга Александровна, Рудненский индустриальный институт профессор, доктор технических наук E-mail: psm58@mail.ru
Формирование пор в щелочесиликатных композициях
Аннотация: Исследованы процессы образования пор в бесцементных композициях. Определено влияние щелочного компонента на свойства пены. Даны сравнительные характеристики ячеистых материалов, полученных различными способами.
Ключевые слова: образование пор, пеномасса, структура
100
formation of a cell in alkalissilicates compositions
Развитие современной технологии ячеистых бетонов связано с необходимостью расширения номенклатуры цементов за счет разработки технологически, экономически и экологически эффективных разновидностей вяжущих, обеспечивающих получение высококачественных изделий. Среди бесцементных материалов особое место занимают вяжущие, для затворения которых используют растворы солей, активизирующие твердение порошкообразной части композиции. Изменение состава жидкой составляющей способно повлиять на процесс поризации формовочных масс.
Поризация — определяющая стадия технологического процесса получения ячеистых материалов. Поризация щелочесиликатных композиций зависит от важных технологических факторов: вещественный состав исходной смеси, режим вспенивания массы [1, 6-8; 2, 59-60; 3, 18-19].
Цель работы: исследование влияния вещественного состава на поризацию бесцементных щелочесиликатных композиций, содержащих техногенный наполнитель.
В качестве щелочесодержащих растворов использовали водные растворы гидрооксида натрия NaOH (плотность 1200 кг/м 3), карбоната натрия Na2CO3 (плотность 1200 кг/м 3); жидкое стекло (плотность 1250 кг/м 3).
Для поризации масс использовали поверхностно активные вещества различного происхождения протеиновый пеноконцентрат Унипор, пенообразователи на синтетической основе Fairy и Zelle — 1. Пеномассы готовили по одностадийному методу: суспензию, полученную перемешиванием всех компонентов, вспенивали в смесителе миксерного типа. Скорость
вращения перемешивающего механизма 600 об/мин. Свойства пеномассы оценивали по кратности и плотности. Образцы пенобетона размером 40х40х40 мм твердели в нормальных условиях.
Для сравнения полученных пен использована визуальная оценка крупности, однородности и устойчивости во времени. Мелкими обозначены пены с размером ячеек 0,5 мм, крупными — более 1 мм. Однородная пористая структура характеризуется равномерным распределением пор в объеме массы, отсутствием крупных воздушных полостей. Устойчивость пеномассы оценивали по продолжительности сохранения ею первоначального объема: высокая устойчивость — не менее 30 мин; низкая — разрушается после остановки смесителя.
Сравнительная характеристика пен, полученных затворителях различного состава (вода, жидкое стекло) — с использованием синтетического пенообразователя Fairy, свидетельствует, что пены на основе жидкого стекла характеризуются большей плотностью и меньшей устойчивостью. Указанные особенности обусловлены повышенной плотностью затворителя.
Для получения щелочесиликатных вяжущих и композиций используют щелочные затворители, состав которых влияет на скорость и показатели твердения вяжущего. Исследованы пены, образованные на основе водных растворов гидрооксида и карбоната натрия, жидкого стекла. Пенообразователи добавляли в количестве 2%. Раствор гидрооксида натрия плотностью 1200 кг/м 3 не вспенивался, поэтому использовали его в сочетании с водой в равных соотношениях. Анализ полученных результатов выявил существенную зависимость вспенивания и пористой структуры масс от состава раствора (таблица 1).
Таблица 1. - Влияние состава щелочесодержащего раствора на свойства пены
Состав раствора Вид пенообра- зователя Кратность пены Плотность пены, кг/м 3 Качественная характеристика пены
размер однородность пористости устойчивость
NaOH: вода (1:1) Fairy 1,6 690 крупные неоднородная низкая
Zelle — 1 8,5 130 мелкие однородная высокая
Унипор 7,5 150 средние неоднородная средняя
Na2C°3 Fairy 2,0 590 крупные неоднородная средняя
Zelle — 1 8,0 150 очень мелкие однородная высокая
Унипор 2,5 480 мелкие неоднородная низкая
№2° (Si°I)„ Fairy 7,0 180 очень мелкие однородная высокая
Zelle — 1 6,5 190 мелкие однородная высокая
Унипор 6,5 190 средние неоднородная средняя
Использование протеинового пенообразователя Уни- Пена из раствора карбоната натрия и Унипора
пор для всех исследуемых щелочных растворов не обеспе- разрушается почти мгновенно после выключения
чивает пены требуемой структуры и устойчивости. смесителя. Состояние пен на основе синтетического
101
Section 9. Technical sciences
пенообразователя Fairy неоднозначно: мелкая структура и высокая устойчивость пены — из жидкого стекла; крупнопористая легко разрушаемая пена — на основе раствора NaOH.
Характер вспенивания комбинированных растворов с использованием протеинового пенообразователя Унипор аналогичен поведению исходных растворов (таблица 2). Испытания комбинированных растворов подтвердили целесообразность при-
менения синтетических пенообразователей. Использование протеинового пенообразователя Унипор сопровождается коагуляционными процессами и образованием сгустков в жидком стекле. Пена, образованная с применением Унипора, неоднородна по структуре и весьма неустойчива. Протеиновые поверхностно-активные вещества катионного или амфотерного типа, как правило, эффективны только в слабокислой среде.
Таблица 2. — Свойства пены на основе комбинированных щелочесодержащих растворов
Состав раствора Вид пенообра- зователя Кратность пены Плотность пены, кг/м 3 Качественная характеристика пены
размер однородность пористости устойчивость
№2° (^ОД: NaOH (1:1) Fairy 7,0 170 мелкие однородная высокая
Zelle — 1 9,0 130 мелкие однородная высокая
Унипор 7,0 170 средние неоднородная низкая
N»2° (SiO2)n: Na2CO3 (1:1) Fairy 6,5 190 мелкие однородная высокая
Zelle — 1 8,0 150 мелкие однородная высокая
Унипор 2,5 480 крупные неоднородная низкая
Пена на основе синтетического пенообразователя Fairy выгодно отличается мелкопористым строением, низкой плотностью и устойчивостью. Предпочтительность синтетических пенообразователей для жидкого стекла обусловлена их анионным или неионогенным типом. Такие пенообразователи содержат натриевые соли алкилсульфонатов и алкилбензосульфокислот и наиболее эффективны в области рН = 7,0-10,5.
Прочностные показатели шлакощелочного вяжущего, затворенного растворами различного состава, располагаются в порядке возрастания Na2CO3 ^ NaOH ^ Na2O(SiO2)n. Исследования показали предпочтительность затворения комбинированным раствором Na2O(SiO2)n и NaOH , который обеспечивает ускорение твердения вяжущего и повышение показателей прочности.
Рисунок 1. - Влияние гидрооксида натрия на структуру шлакощелочного камня (28 сут)
102
formation of a cell in alkalissilicates compositions
При добавлении гидрооксида натрия в жидкое стекло прослеживается тенденция уменьшения вспе-ниваемости массы: снижение кратности и повы-ше-ние плотности пены.
Сравнительная характеристика свойств пены, образованной из жидкого стекла различной плотности, свидетельствует о предпочтительности Na2O (Siü2)n плотностью 1200-1300 кг/м 3, которая обеспечивает требуемые свойства пены и твердеющего материала
Щелочесиликатные композиции состоят из жидкого стекла и порошко-образного наполнителя. Доменный гранулированный шлак — традиционный компонент шлакощелочных вяжущих. Гидратацион-ные свойства вяжущего и прочностные показатели камня зависят от фазового и дисперсного состава шлаков. Исследованы металлургические шлаки предприятий центрального Казахстана, затворенные жидким стеклом. Результаты исследований указы-ва-ют на целесообразность дополнительного введения щелочного компонента (20% NaOH) для активизации твердения металлургического шлака. Шлако-ще-
лочная смесь активизирует гидратационную способность ряда техногенных материалов, которые также могут быть использованы как наполнители.
Добавление гидрооксида натрия уплотняет структуру камня вяжущего, увеличивая долю аморфной «склеивающей» массы (рисунок 1).
Следовательно, активизация гидратационных свойств техногенного сырья позволяет вовлечь в производство малоэнергоемких вяжущих различ-ные виды отходов.
Исследовано влияние наполнителя на реологические свойства и вспе-ниваемость массы. Для вспенивания щелочесиликатной композиции исполь-зован пенообразователь Fairy (концентрация в растворе 2%), в качестве затворителя комплексный щелочной раствор с 20% гидрооксида натрия. Увеличение доли наполнителя (металлургический шлак) закономерно повы-шает плотность за счет уменьшения пористости материала. Для получения стойкой к седиментации пеномассы ограниченной плотности соотношение «жидкое стекло: шлак» целесообразно принять равным «1: 1,65-1: 1,85».
Таблица 3. - Влияние состава смеси на свойства шлакощелочного пенобетона
Пенообразователь «Жидкое стекло: Шлак»
1: 1,75 1: 2,00
вид % крат- ность пены плотность пенобетона, кг/м 3 прочность при сжатии пенобетона, МПа крат- ность пены плотность пенобетона, кг/м 3 прочность при сжатии пенобетона, МПа
Fairy 3 5,4 393 0,68 5,2 402 0,73
4 5,8 296 0,63 5,8 369 0,72
5 6,2 255 0,62 6,2 322 0,61
Zelle — 1 3 5,6 309 0,59 5,8 369 0,68
4 5,9 237 0,53 6,2 336 0,63
5 6,3 193 0,50 6,7 276 0,60
Рисунок 2. - Структура шлакощелочных композиций на различных пенообразователях
103
Section 9. Technical sciences
Таблица 4. - Влияние доли шлака на свойства поризованного материала
Жидкое стекло: шлак Кратность пеномассы Плотность пеномассы, кг/м 3 Плотность пенобетона, кг/м 3 Прочность при сжатии пенобетона, МПа
1: 1,45 6,4 430 260 0,3
1: 1,65 6,3 470 320 0,4
1:1,85 6,1 490 350 0,5
1: 2,00 5,8 550 460 0,7
Исследования влияния концентрации гидрооксида натрия в составе шлакощелочной композиции с соотношением «жидкое стекло: шлак» равным «1: 1,75 » позволяют уточнить допустимое содержание гидрооксида натрия, обеспечивающее необходимые темпы твердения при сохранении высокой вспени-ваемости массы. Оптимальная добавка раствора гидрооксида натрия 10-30% с учетом особенностей состава шлакощелочной композиции. Повышение доли NaOH в составе композиции сопровождается все более зна-чительным снижением пористости пенобетона. Сопоставление показателей материалов на разных синтетических пенообразователях выявило, что влия-ние вида пеноконцентрата на свойства исследуемых масс незначительно (таблица 3).
Структура пенобетона чувствительна к изменению вещественного состава формовочной массы. Сопоставление показателей шлакощелочных композиций на синтетических пенообразователях различного типа выявило, что использование Zelle — 1 при прочих равных условиях приготовления пеномассы обеспечивает
формирование укрупненных ячеек со средним размером 0,8-1,0 мм и пониженную плотность материала.
Структура пенобетона на пенообразователе Fairy характеризуется пре-обладанием пор меньшего размера, чем структура материала из пенообразо-вателя Zelle — 1 (рисунок 2).
Увеличение доли наполнителя закономерно повышает плотность массы за счет уменьшения поризуе-мости материала (таблица 4).
Изменение состава наполнителя щелочесиликатных композиций влияет на характер поризации бетона. Пенобетон на основе металлургического шлака отличается меньшими по размеру ячейками по сравнению с аналогичным бетоном на основе наполнителя — стеклобоя (рисунок 3).
Композиции на основе стеклобоя менее чувствительны к изменению доли наполнителя и сохраняют практически неизменной кратность пеномассы.
Состав техногенного наполнителя определяет потребность композиции в жидком стекле и влияет на характер пористости материала.
Рисунок 3. - Структура пенобетона с использованием различных наполнителей
Выводы. Процессы поризации щелочесиликатных композиций чувствительны к изменению состояния компонентов и рецептуры формовочной массы.
Преимущественное влияние на формирование ячеистой структуры оказывают вид пенообразовате-
ля, состав и количество щелочного затворителя
Использование в качестве основы композиции жидкого стекла — жидкости с выраженной химической активностью и регулируемой плотностью предопределяет выбор порообразователей с высо-
104
Geoinformational study of the development of mineral deposits: methods and solutions
кой вспенивающей способностью и устойчивостью в среде затворителя. Устойчивость мелкопористой жидкостекольной пеномассы обеспечивается при использовании синтетических пенообразователей анионного или неионогенного типа.
Для формирования стойкой к седиментации пеномассы с низкими значениями плотности опреде-
лено рациональное соотношение «жидкое стекло: наполнитель», значение которого зависит от вида наполнителя.
Оптимизация реологических свойств формовочных смесей обеспечивает устойчивую пеномассу с замкнутой мелкой и равномерно распределенной пористостью.
Список литературы:
1. Лотов В. А., Кутугин В. А. Формирование пористой структуры пеносиликатов на основе жидкостекольных композиций//Стекло и керамика. - 2008. - № 1. - С. 6-10.
2. Мирюк О. А. Формирование ячеистой структуры бесцементных бетонов//Материали за 10 международна научна практична конференция, «Бъдещите изследвания» - 2014. - Т. 45. - София. - «Бял ГРАД-БГ». -С. 58-61.
3. Рахимов Р. З., Хабибуллина Н. Р., Рахимов М. М., Соколов А. А., Гатаулин Р. Ф. Бетоны на основе композиционных шлакощелочных вяжущих//Технологии бетонов. - 2006. - № 3. - С. 18 -19.
Ordabekova Almash Zhaksylykovna, International Information Technologies University assistant-professor of computer science, software engineering and telecommunication department E-mail: a.ordabekova@mail.ru
Geoinformational study of the development of mineral deposits: methods and solutions
Abstract: The article presents a model of the optimal distribution of the volume of overburden and ore data using financial and economic indicators in the assessment of mining proj ects on the criterion of maximum NPV. Given the methods used in the optimization of mining operations in the career development to improve efficiency. Keywords: block, mining, count multivariancy, working area, neu present value.
Ордабекова Алмаш Жаксылыковна, Международный университет информационных технологий Ассистент-профессор кафедры вычислительной техники, программного обеспечения и телекоммуникаций E-mail: a.ordabekova@mail.ru
Геоинформационное обоснование при разработке МПИ: методы и решения
Аннотация: В статье представлена модель оптимального распределения объема вскрышных пород и руды по годам с использованием финансово-экономических показателей при оценке горных проектов по критерию максимум NPV. Приводятся методы, используемые при оптимизации горных работ в карьере для повышения эффективности разработки.
Ключевые слова: блок, горные работы, граф многовариантности, рабочая зона, чистый дисконтированный доход.
Важным условием при разработке месторождений полезных ископаемых является полнота и качество извлечения минеральных ресурсов. Необходимо стремиться к тому, чтобы принятые при подсчете за-
пасов кондиции минерального сырья соответствовали фактическим условиям добычи. Для повышения эффективности отработки месторождений наиболее прогрессивным является объектно-ориентирован-
105
