Бетон очень широко используется в разных сферах – от строительства до создания элементов декора. При этом, в зависимости от ряда условий, сроки его эксплуатации обычно не превышают 100 лет, даже если соблюдать все требования. Однако в России решили заняться вопросом продления срока службы данного материала. Так, учёные из Мордовского государственного университета им. Огарёва воспользовались помощью искусственного интеллекта и создали бетон, который сохраняет свои эксплуатационные свойства в течение 200 лет.
Как это было
Мордовские учёные, заручившись поддержкой Российского научного фонда, создали самоуплотняющийся безусадочный мелкозернистый бетон. По сравнению с традиционными тяжёлыми бетонами он в 2–4 раза лучше по своим полезным свойствам.
При проектировании был задействован метод машинного обучения, который является одним из направлений искусственного интеллекта. Чтобы создать усовершенствованный вид бетона, учёные составили и проанализировали экспериментальные данные, в частности, свыше тысячи разных составов цементного материала.
Что представляет собой новая разработка
Бетон с увеличенным сроком службы представляет собой сухую строительную смесь, в составе которой есть кварцевый песок, портландцемент, комплексная органоминеральная добавка (в её основе поверхностно-активные вещества), отходы металлургических производств и распространённых осадочных пород. При добавлении воды эта смесь может самоуплотняться и компенсировать усадочные деформации.
По словам доцента кафедры строительных конструкций Артемия Балыкова, настолько большие сроки эксплуатации, превышающие 150–200 лет, достигаются за счёт низкой проницаемости смеси, её повышенной прочности и устойчивости к коррозии. Ещё одним плюсом разработки является более доступная цена.
«Себестоимость сухой смеси на 10-15% ниже имеющихся аналогов благодаря сниженной цементоёмкости состава, а также использования местного сырья и отходов промышленности», – рассказал Балыков.
Роль ИИ в работе учёных
Машинное обучение – один из методов искусственного интеллекта. Принцип его работы заключается в том, что систему не программируют напрямую, а заставляют её изучат прецеденты и самостоятельно выявлять определённые закономерности, приспосабливаясь к новым условиям и повышая уровень способностей по мере обучения.
При разработке нового типа бетона модели машинного обучения мониторили прогностические факторы и обучались по мере появления новых данных. Благодаря этому была получена информация о том, как различные рецептурные и технологические параметры влияют на структуру и эксплуатационные свойства мелкозернистого бетона.
В университете рассказали, что новым бетоном и системами ИИ, которые были задействованы при его разработке, уже заинтересовались индустриальные партнёры.
Перспективы применения нового высокопрочного бетона
Если для создания декоративных элементов или элементов для благоустройства срок службы и прочностные свойства бетона не критичны, то есть ряд областей, где это имеет первостепенное значение.
Так, разработанный мордовскими учёными бетон с улучшенными эксплуатационными свойствами может найти своё применение при строительстве подводных и подземных сооружений, к примеру, для возведения складов с радиоактивными отходами и других подобных объектов. Также его можно будет использовать для строительства объектов, где недопустимо появление трещин – допустим, резервуары с различными жидкостями.
Незаменимым новый вид бетона может стать и при возведении объектов, находящихся в условиях повышенной влажности – при создании мостовых конструкций, плотин и прочих подобных сооружений.
Также подписывайтесь на обновления Производства.рф во Вконтакте, Одноклассниках, Телеграме и Дзене.