Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методология и методы научных исследований. Практикум для студентов направления 08.04.01 «Строительство», программа подготовки «Теория и практика проек
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ»
О.Н. Нарижная
«МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ НАУЧНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ»
ПРАКТИКУМ
(для направления 08.04.01 «Строительство», программа
подготовки «Теория и практика проектирования и строительства
автомобильных дорог и аэродромов»)
Издание приурочено к двум юбилеям –
50-летнему юбилею Академии и 75-летию высшей
инженерно-строительной школы в Донбассе
УДК 625.85
ББК 72.52
Н 28
Рекомендовано к изданию Ученым советом Государственного
образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Донбасская национальная академия строительства и архитектуры»
27 декабря 2021г., протокол № 5
Рецензенты:
Т.П. Киценко, кандидат технических наук, доцент кафедры технологий
строительных конструкций, изделий и материалов ГОУ ВПО «Донбасская
национальная академия строительства и архитектуры»;
В.Л. Беспалов доктор технических наук, профессор кафедры
автомобильные дороги и аэродромы ГОУ ВПО «Донбасская национальная
академия строительства и архитектуры».
Н 28 Нарижная, О. Н. Методология и методы научных исследований:
практикум для студентов направления 08.04.01 «Строительство», программа
подготовки «Теория и практика проектирования и строительства
автомобильных дорог и аэродромов» / О. Н. Нарижная – Макеевка : ГОУ ВПО
ДОННАСА, 2021. – 69 с.
В данном «Практикуме» представлены практические работы и задачи,
позволяющие овладеть методами исследования реологических свойств и
процессов модификации полимерами нефтяных дорожных битумов, а также
практическими расчетами важных технологических свойств органических
вяжущих веществ (расчет вязкости и её изменения с температурой, расчет
технологических температур, толщины и прочности адсорбционносольватных слоев в асфальтобетонах). Настоящий практикум предназначен
для магистров направления 08.04.01 «Строительство» программа подготовки
«Теория и практика проектирования строительства автомобильных дорог и
аэродромов».
УДК 625.85
ББК 72.52
©О.Н. Нарижная, 2021
©ГОУ ВПО «Донбасская национальная
академия строительства и архитектуры», 2021
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение …………………………………………………………………………. 4
Сокращения и условные обозначения …………………………………………. 6
Тема 1. Общие сведения о науке и методологии научных исследований …... 7
Тема 2 Исследование реологических свойств нефтяных дорожных
битумов …………………………………………………………………………. 14
Тема 3 Модификация и компаундирование битумов ……………………… 34
Тема 4 Адсорбционно-сольватные слои битумов на поверхности
минеральных материалов……………………….……………………………. 58
Литература …………………………………………………………………… 68
3
ВВЕДЕНИЕ
Настоящий практикум предназначен для ознакомления студентов с
основными особенностями научного познания. Понимание структуры
научного исследования, усвоение понятий методология и методы
научного исследования, цели и задачи, объект и предмет исследования –
всё это необходимо при выполнении магистерской диссертации.
Основное содержания практикума посвящено ознакомлению
магистранта с приёмами исследования свойств дорожно-строительных
материалов и разработки или совершенствования материалов с новыми
свойствами на примерах битума
Дорожный битум является наиболее распространенным и
изучаемым дорожным вяжущим в силу многообразия своих свойств,
которые поддаются существенным изменениям при различных
воздействиях как температурных, так и деформационных. Особенности
состава и структуры битумов позволяют улучшать свойства и качество
битумных вяжущих, совершенствуя технологию и применяя
разнообразные модификаторы и добавки. Именно этим обусловлен
выбор битума в качестве объекта исследования в практических работах.
Базовые знания об органических вяжущих веществах (ОВВ), в
частности, битумах, а также реологических свойствах и способах
модификации ОВВ получены студентами при изучении дисциплин
«Дорожно-строительные материалы», «Физико-химическая механика
дорожно-строительных материалов». Данный практикум направлен на
углубление знаний и формирование навыков решения конкретных
научно-технических задач с применением полученных теоретических
знаний и освоение простейших методологических подходов при
исследованиях.
4
При составлении практикума использованы некоторые подходы,
разработанные при выполнении научно-исследовательских работ
сотрудниками кафедры.
Практикум включает необходимый минимум теоретического
материала, расчетных формул и справочных материалов (разделы
«Основные расчетные формулы» и «Справочные материалы»), которые
позволяют студенту решать задачи (раздел «Задачи для текущего
контроля и домашних заданий»). Содержание задач предусматривает
использование теоретических знаний для решения практических задач в
рамках данной темы.
5
Сокращения и условные обозначения
БНД – битумы нефтяные дорожные.
БМП – битумы, модифицированные полимерами.
ИП – индекс пенетрации.
ММ – минеральный материал.
МП – минеральный порошок.
ОВВ – органическое вяжущее вещество.
СБС – стирол-бутадиен-стирольный термоэластопласт.
Д25 – растяжимость битума при 25°С (см).
Еа – энергия активации вязкого течения.
П25 – пенетрация при 25°С (0,1 мм).
R – универсальная газовая постоянная.
Rp – расчетная прочность асфальтобетона при сжатии.
R
– предел прочности при сжатии структурированного битума.
стp
Sм – удельная поверхность минерального порошка.
Т – абсолютная температура (К).
t° – температура (°С).
Тр – температура размягчения (°С).
Тхр – температура хрупкости (°С).
– градиент скорости сдвига.
η – вязкость динамическая.
δ – толщина пленки ОВВ на поверхности ММ.
δ
– толщина структурированных слоев.
стp
δ
параметр растворимости вещества.
с ‒
τ – напряжение сдвига.
6
ТЕМА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О НАУКЕ И МЕТОДОЛОГИИ
НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 1
Цель работы – изучение основных категорий науки и
исследовательской деятельности в науке, особенностей научного
познания; освоению таких понятий как проблема и тема, методология и
методы научного исследования, объект, предмет, цели и задачи
исследования.
Наука – сфера человеческой деятельности, функцией которой
является выработка и теоретическая систематизация объективных
знаний о действительности. Понятие науки включает в себя как
деятельность по получению нового знания, так и результат этой
деятельности — сумму полученных к данному моменту научных знаний,
образующих в совокупности научную картину мира.
Научное исследование:
‒ конкретная форма проведения научной работы, т.е. изучение
научными методами конкретного предмета (явления, процесса) с целью
получения о нем новых знаний и их дальнейшего использования в
практической деятельности;
− целенаправленное познание, результаты которого выступают в виде
системы понятий, законов и теорий.
Структуру науки в целом включает три научных направления,
каждое из которых имеет свои предметы и методы научного познания:
− общественные науки изучают законы развития общества и
мышления;
− естественные науки изучают законы развития природы;
7
− технические науки изучают законы и закономерности развития
техники и управления ею.
По направленности различают науки фундаментальные и
прикладные.
Фундаментальная наука:
− область познания, подразумевающая теоретические и
экспериментальные научные исследования основополагающих явлений;
− часть научно-исследовательской деятельности без определенных
коммерческих или практических целей, имеющая своей целью создание
теоретических концепций и моделей, практическая применимость
которых неочевидна.
Задача фундаментальной науки – познание законов, управляющих
поведением и взаимодействием базисных структур природы, общества и
мышления. Эти законы и структуры изучаются в «чистом виде»,
как таковые, безотносительно к их возможному использованию.
Прикладная наука имеет своей целью решение определенной
технической проблемы обычно в непосредственной связи с
материальными интересами общества.
Задача прикладных наук — применение (доведение) результатов
фундаментальных наук до их практической реализации. Прикладные
исследования приводят результаты прикладных наук в форму
технологических процессов, конструкций, материалов и веществ.
Фундаментальные и прикладные исследования носят различные
функции как для общества, так и для самой науки. Первые направлены
главным образом на внутренние потребности и интересы самой науки,
на обеспечение функционирования науки как единого целого за счет
разработки обобщенных идей и методов познания. Прикладные
8
исследования направлены вовне, на изменение окружающего мира,
проникают в различные виды деятельности человека и в производство.
Как правило, фундаментальные науки опережают в своем развитии
прикладные, создавая для них теоретический задел. По масштабности на
долю прикладных наук приходится до 80-90 % всех исследований и
финансирования.
Основой разработки каждого научного исследования является
методология, т.е. совокупность методов, способов, приемов и их
определенная последовательность, принятая при разработке научного
исследования. Методология — наука о наиболее общих принципах
познания и преобразования объективной действительности, путях и
способах этого процесса. В конечном счете, методология — это схема,
план решения поставленной научно-исследовательской задачи;
Под методологией обычно понимают, прежде всего, методологию
научного познания, формы и способы научно-познавательной
деятельности. Методология науки определяет основные компоненты в
другие методы научного исследования: его объекта, предмета анализа,
задачи исследования, совокупности исследовательских средств,
необходимых для решения задачи данного типа, а также формирует
представление о последовательности движения исследователя в
процессе решения задачи.
Методология, в прикладном смысле, — это система (комплекс,
взаимосвязанная совокупность) принципов и подходов
исследовательской деятельности, на которые опирается исследователь
(учёный) в ходе получения и разработки знаний в рамках конкретной
дисциплины — физики, химии, биологии и других научных дисциплин.
Основная задача методологии любой науки заключается в
обеспечении процесса познания системой строго выверенных и
прошедших апробацию принципов, методов, правил и норм.
9
Наиболее важными точками приложения методологии являются
постановка проблемы (именно здесь чаще всего совершаются
методологические ошибки, приводящие к псевдопроблемам или
затрудняющие получение результата), построение предмета
исследования и научной теории, а также проверка полученного
результата с точки зрения его истинности, т.е. соответствия объекту
изучения.
Для достижения заявленной в исследовании цели используют
научные методы.
Метод – это систематизированная совокупность приемов и
операций, выполняемых для решения определенной задачи или
достижения желаемого результата.
Методы со временем устаревают и могут преобразовываться в
новые методы, развиваясь в соответствии с техническими и научными
достижениями, потребностями и интересами общества.
Научный метод это совокупность действий, с помощью которых
решается некоторый тип научных задач.
Научные методы делятся на:
– всеобщие, которые применяются не только в науке, но и в других
отраслях человеческой деятельности, например, анализ и синтез,
обобщение, классификация и др.;
– общенаучные, применяются во всех разделах науки, например,
эксперимент или математическое моделирование;
– конкретно-научные − специфичные методы, которые применяются
для отдельных наук или их разделов, например, рентгеноструктурный
анализ в материаловедении.
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]