Российские учёные нашли способ заранее понимать, насколько прочным получится бетон. Специалисты Донского государственного технического университета (ДГТУ) подключили нейросеть: она анализирует материал, находит возможные дефекты и прогнозирует его прочность с точностью 89%. Разработка поможет быстрее проверять качество бетона, подбирать подходящий состав и снижать затраты в строительстве.
Речь идёт о вариатропном бетоне — материале, который при изготовлении специально уплотняют разными способами, например вибрацией, вращением в центрифуге или их сочетанием. Из-за этого внутри одного изделия бетон может получаться неодинаковым: в одних местах он плотнее и прочнее, в других — легче. Учёные создали алгоритмы, которые учитывают такие различия и помогают заранее оценить прочность готовой конструкции. Эту же разработку можно использовать и для проверки других строительных материалов и изделий.
Учёные проверили технологию в серии экспериментов: доработали оборудование, изготовили образцы и подобрали наиболее удачные режимы производства. На основе этих данных уже создают новые виды бетона, в том числе с микрокремнезёмом и разными наполнителями.
Также специалисты сравнили три способа уплотнения смеси: вибрацию, вращение в центрифуге и сочетание этих методов. Лучший результат дало виброцентрифугирование. Полые трубобетонные колонны, изготовленные таким способом, выдерживали нагрузку на 13% лучше, чем полнотелые аналоги.
По расчётам учёных, новая технология позволяет либо сделать конструкции на 15% прочнее, либо сохранить прежнюю прочность, но использовать на 15% меньше материалов. Сборка и монтаж могут идти на 24% быстрее, а затраты на работу строителей — снизиться до 28%. При этом дефектов должно стать меньше, а надёжность и безопасность зданий — вырасти на 12%.
В дальнейшем учёные ДГТУ хотят изучить, как нанодобавки меняют структуру и свойства бетона. Эти данные помогут точнее рассчитывать прочность железобетонных изделий. В перспективе технология позволит строить надёжнее, быстрее и с меньшим расходом материалов.
