МОСКВА, 13 июл – РИА Новости. Создавать стойкие к агрессивным воздействиям бетоны для строительства в любых погодно-климатических условиях позволит модель машинного обучения, подбирающая компоненты бетонной смеси, считают ученые СФУ. По их словам, с помощью разработки университета можно производить более долговечные стройматериалы для использования в зонах экстремальных температур. Результаты исследования опубликованы в Journal of Building Engineering.
Для постройки жилых домов и промышленных объектов в регионах с чрезвычайно низкими температурами или в агрессивных условиях эксплуатации, например на засоленных грунтах и при значительных температурных перепадах, необходим особый бетон. Он должен обладать высокой прочностью и устойчивостью к возможным климатическим аномалиям, рассказали в Сибирском федеральном университете (СФУ).
Для улучшения свойств бетона используются различные дополнительные компоненты. Для построения модели машинного обучения, которая определяет наиболее важные правила и рецепты лучших образцов, было использовано более 40 составов бетонной смеси с разными заполнителями из 5 различных месторождений с разным качеством, видами и составами.
Вместе с тем добавки включают более 10 различных видов минеральных и химических компонентов. Эта модель смогла учесть все это и выделить основные компоненты, которые влияют на стойкость и долговечность бетона. Это особенно актуально для труднодоступных и отдаленных регионов, включая северные территории, где высококачественные материалы обычно отсутствуют, но все же применяются в современной промышленности, отметили в вузе.
Специалисты подчеркнули, что важно строить одинаково качественные строения на всей территории России. Однако метод проб и ошибок не может гарантировать достижение нужного качества везде. Ученые СФУ предложили решение этой проблемы – использование созданной ими модели подбора оптимального состава бетонных смесей для строительных работ в условиях Крайнего Севера и других регионов с экстремальными погодными условиями.«»В процессе моделирования подбирается наилучшее сочетание, проводится анализ данных в выбранных областях и выводятся полезные рекомендации, включая «рецепты» бетонов с требуемыми свойствами. Такая модель – ценный помощник для материаловедов, так как она учитывает все факторы, чего нельзя требовать от человека в силу ограничений по опыту и имеющемуся времени», – пояснил доцент Института инженерной физики и радиоэлектроники СФУ Максим Молокеев.
Click here to preview your posts with PRO themes ››
Ученый дополнил, что модель работает на базе машинного обучения, разновидности искусственного интеллекта, которая совершенствуется за счет решения поставленных задач с помощью сравнения и анализа множества возможных вариантов. То есть она подбирает наилучшее сочетание компонентов, учитывая их наличие и доступность в регионах.
Также одним из основных преимуществ разработки является точное прогнозирование свойств предложенных ею составов и их приспособленности к конкретным погодно-климатическим условиям. Конечно, основными критериями будут морозостойкость и высокая прочность, подчеркнул Молокеев.
«Программа позволила найти подход, позволяющий устранить проблемы с низким качеством заполнителей, оптимизировать состав смеси, и показала факторы, связанные с химическими и физическими процессами в бетоне, которые с высокой долей вероятности определяют, насколько этот состав будет морозоустойчивым и применимым, скажем, в Норильске, для строительства на засоленных грунтах, взлетно-посадочной полосы аэродромов или любых других объектов в конкретных условиях», – дополнила заведующая испытательной лабораторией строительных материалов и химического анализа воды СФУ Ирина Енджиевская.
Искусственный интеллект оценил вклад всех параметров в оптимизацию состава. В частности, считалось, что «лишний» воздух однозначно уменьшает прочность бетона, но, согласно расчетам модели, в определенных пределах он повышает стойкость материала без снижения прочности. И этот вывод уже подтвердился проверкой на практике, обратила внимание ученый.
Также с помощью методов машинного обучения исследователи планируют разработать конкурентоспособный бесцементный бетон. Его основное преимущество в уменьшении выбросов углекислого газа при производстве. Кроме того, согласно планам ученых, в нем будут использоваться активированные промышленные отходы – зола и нефелиновый шлам, что сделает производство выгоднее, отметила Енджиевская.
Работы по созданию подобного материала уже ведутся специалистами СФУ совместно с партнерами, подчеркнули в вузе.
