Группа ученых из Донского государственного технического университета (ДГТУ) смогла разработать универсальные алгоритмы определения и прогнозирования прочности вариатропных бетонов. Эти алгоритмы подходят для исследования любых строительных материалов, изделий и конструкций.
Специалисты ДГТУ представили комплексную методику проектирования конструкций из вариатропного бетона, подкрепленную экспериментальными данными. Кроме того, они создали алгоритмы на базе сверточных нейросетей, которые с точностью 89 % выявляют дефекты и прогнозируют прочность материала. В перспективе эта разработка поможет автоматизировать контроль качества, подбор состава бетона и ускорить производственные процессы.
Мы учли особенности вариатропного бетона, поэтому добились высокой прочности и точности его прогнозирования. Это наше главное преимущество. Прогнозировать свойства таких бетонов с помощью интеллектуальных методов очень перспективно
Исследователи провели масштабную экспериментальную работу по анализу структуры и свойств вариатропных бетонов. Команда усовершенствовала оборудование для производства образцов и определила идеальные параметры процесса, что позволило выявить дополнительные возможности для повышения прочности материала. Полученные знания уже применяются на практике. Так, на их основе создаются инновационные составы, в частности, бетон с включением микрокремнезема или смешанных наполнителей.
Технология, предложенная учеными из ДГТУ, позволяет либо увеличить несущую способность строительных конструкций на 15 %, либо добиться аналогичного результата при сокращении расхода материалов на тот же процент. Благодаря ускорению монтажа на 24 %, строительные компании могут экономить до 28 % на оплате труда и минимизировать количество дефектов, одновременно повышая общую надежность и безопасность возводимых сооружений на 12 %.
В ходе исследования специалисты определили оптимальные составы бетонных смесей для различных способов обработки — вибрационного воздействия, центрифугирования и их комбинации. Выяснилось, что метод виброцентрифугирования обеспечивает наилучшие показатели прочности. Так, полые трубобетонные колонны, изготовленные с применением данной технологии, превосходят полнотелые аналоги по несущей способности на 13 %.
Применение инновационных вариатропных бетонов и оптимизированных процессов их изготовления не только существенно укрепляет надежность конструкций, но и способствует значительной экономии стройматериалов, времени и трудозатрат, что положительно сказывается на прогрессе всей строительной индустрии. В дальнейшем научная группа ДГТУ намерена сосредоточиться на глубоком изучении структуры наномодифицированного бетона, исследовании механизмов влияния нанодобавок и использовании полученных данных для совершенствования инженерных расчетов железобетонных изделий.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как была представлена сталь, которая укрепляет бетон вдвое при нагреве.
