Пенобетон — это сложная многокомпонентная система, управление свойствами которой затруднено по причине наличия большого количества факторов, одновременно оказывающих на нее влияние. Поэтому при исследовании его свойств целесообразно применение планирования эксперимента.

Актуальной задачей производства пенобетона является получение теплоизоляционного материала с улучшенными показателями качества. Разные исследователи предлагают свои подходы к решению этой задачи, из которых, в качестве наиболее легко осуществимых, можно выделить варьирование водоцементного отношения для получения более легкого материала и применение различных добавок, способствующих повышению прочности материала, снижению усадочных деформаций. Естественно, осуществить подбор состава такого материала эмпирическим путем довольно трудоемкий процесс.

В проведенных исследованиях определения эффективной технологии, рационального состава теплоизоляционного пенобетона, выявления оптимального количества вводимой минеральной добавки и водоцементного отношения, а также установления аналитической зависимости между этими факторами и физико-механическими характеристиками материала применялось ротатабельное центральное композиционное планирование (ЦКП) эксперимента.

Предварительно проведенными опытами было выявлено, что исследуемая зависимость должна описываться квадратичным уравнением типа:

Z=b₀+b₁*X+b₂*Y+b₁₂*X*Y+b₁₁*X²+b22*Y²

Z - функция отклика;

b₀ ,b₁ …b₂₂ — коэффициенты регрессии;

X, У— исследуемые факторы.

В качестве факторов, влияющих на функцию отклика Z (плотность, кг/м³, или прочность, МПа были приняты водоцементное отношение смеси Х и количество вводимой добавки У %.

План проведения эксперимента в виде матрицы планирования и его основные характеристики представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

Основные характеристики плана эксперимента