Перспективы развития строительного материаловедения

建筑材料科学发展前景

В работе описаны позиционирование и перспективы развития строительного материаловедения. Показано, что его развитие базируется на новых знаниях фундаментальных и смежных прикладных наук. При этом высокая вариативность свойств компонентов значительно ограничивает возможность естественного применения фундаментальных знаний о механизмах их взаимодействия для описания процессов структурообразования материала. Вместе с этим получение новых знаний в строительном материаловедении основано на установлении особенностей механизмов структурообразования материалов с учётом изменчивости характеристик их компонентов. Расширены системные представления о строительных материалах. Такие композиты являются сложными техническими системами, способными к самоорганизации в неравновесных условиях. Такое понимание строительных материалов предполагает наличие синергетического эффекта (нелинейного скачкообразного изменения свойств). Предложен метод определения синергетического эффекта от влияния управляющих факторов на параметры структуры и свойства материала – метод «последовательных смещений и варьирования». Этот метод дополняет метод математического планирования эксперимента и пригоден для определения областей факторного пространства факторов для проведения подробных исследований и установления параметров структуры и особенностей структурообразования материала, приводящих к возникновению синергетического эффекта (начала формирования строительного материала как технической системы).

论文阐述了建筑材料科学的定位和发展前景。分析表明，其发展基于来自基础科学和相近应用科学领域的新知识。另外，组分特性的高度变异性显著妨碍了顺利地应用关于其相互作用机制的基础科学知识来描述材料组织结构的形成过程。同时，建筑材料科学新知识的获取需在考虑其组分性能变异性的前提下基于对材料组织结构形成机理的明确。拓展了关于建筑材料的系统性认知。这种复合材料是复杂的技术系统，能够在非平衡条件下实现自组织。这种对建筑材料的理解表明存在协同效应（材料性能的非线性跳跃式变化）。提出了一种研究所调控因素对材料组织结构和性能参数影响的协同效应的方法——“连续位移—调节”法。该方法是对实验数学规划法的补充，适用于确定所研究具体因子的作用区域和确立引发协同效应出现（建筑材料向技术系统发展的开端）的材料组织结构参数和组织结构形成机理。

Ключевые слова: строительное материаловедение, строительные материалы, системный анализ, синергетический эффект, новое технологическое решение, новые знания, алгоритм синтеза материалов

关键词: 建材科学, 建筑材料, 系统分析, 协同效应, 新技术方案, 新知识, 材料合成算法

Королёв, Е. (2020). Перспективы развития строительного материаловедения. ACADEMIA. АРХИТЕКТУРА И СТРОИТЕЛЬСТВО, (3), 143–159. https://doi.org/10.22337/2077-9038-2020-3-143-159