В Донском государственном техническом университете продолжается работа по созданию «умных» бетонных смесей и бетонов. Ученые-строители опорного вуза подобрали технологию изготовления и рецептуры бетона, которые принципиально улучшают ключевые параметры этого материала, попутно решая проблемы с утилизацией промышленных отходов.
«Умный» материал, позволяющий создавать изделия с управляемыми параметрами, выполнен по новой технологии и авторским рецептурам. Исследование проводится в рамках программы стратегического академического лидерства ДГТУ «Приоритет 2030» по направлению «Новые экологичные материалы для строительства зданий и сооружений из растительного сырья и сельскохозяйственных отходов».
Помимо изучения новой технологии, команда Евгения Щербаня работает над улучшением самой рецептуры бетона. К привычному составу бетонной смеси ученые добавляют в разных пропорциях и модификациях фиброволокна, микрокремнезем и другие широко распространенные для российской промышленности компоненты, добиваясь заметного изменения параметров получаемых образцов. Например, результаты пробного процесса изготовления бетона с комбинированным армированием фиброволокнами показывают повышение параметра сжатия на 10%, а получаемая прочность на изгиб превышает эту характеристику изделия, изготовленного по стандартной рецептуре, более чем на 50% – эти качества бетона напрямую влияют на уровень безопасности изделий, конструкций и зданий. По ряду специфических параметров опытные разработки ДГТУ, созданные с применением технологии виброцентрифугирования, превосходят используемые сейчас бетоны на 60-70%.
В данный момент ученые-строители ДГТУ подбирают наиболее подходящие добавки в бетонную смесь и их оптимальные пропорции, чтобы итоговая рецептура соответствовала запланированной проектом эффективности по всем параметрам. Кроме того, команда Евгения Щербаня одновременно решает и насущную для Ростовской области проблему утилизации отходов промышленности и сельского хозяйства.
Изучают технологические параметры полученных опытных образцов бетона в лаборатории ДГТУ и с помощью алгоритмов искусственного интеллекта: нейронные сети помогают исследовать взаимосвязь параметров и свойств образцов бетона, попутно обучаясь прогнозированию характеристик вариатропных бетонов и конструкций из них.
По мнению разработчиков, полученные промежуточные результаты их проекта позволяют принципиально расширить сферу применения новых бетонных смесей и бетонов. Так, значительное повышение прочностных и деформативных характеристик позволит применять такой бетон не только при строительстве зданий, но и для возведения инфраструктурных объектов в энергетике, особенно в сейсмоактивных регионах. Одно из наиболее перспективных направлений применения – дорожное строительство: здесь особенно важны полученные параметры по ударной стойкости материала, способного выдерживать динамические циклические нагрузки.
Научные исследования взаимосвязи состава, микроструктуры и процессов уплотнения со свойствами вариатропных бетонов команда ДГТУ под руководством к.т.н., доцента Евгения Щербаня проводит в рамках гранта Российского научного фонда.
