Стекла – умные, бетон – жаростойкий, а дрон сбивает сосульки!

Разработаны полимерные пленки для создания «умных» стекол.

Разработка принадлежит коллективу исследователей из ОмГТУ и ОмГУ им. Ф.М. Достоевского. Новые электрохромные полимерные пленки могут быть применены в различных областях, в том числе для затемняющихся окон по концепции «умного дома».

Одним из важных преимуществ электрохромных устройств стала возможность создания пленок любого цвета и работа с областями оптического спектра, которые не видны человеческому глазу, такими как ультрафиолетовый и инфракрасный. Материалы, разработанные в Омске, обладают примерно такой же контрастностью в видимом спектре, как и существующие образцы – 30-60%, но они имеют высокую контрастность в инфракрасной области – до 84%. Это особенно важно для создания стекол, которые могут уменьшить потери тепла в помещении и сэкономить энергию на кондиционирование или обогрев.

Кроме того, разработка в 2-4 раза быстрее окрашивается в отличие от традиционных материалов и может менять цвет за 1-1,5 сек.

Разработан жаростойкий бетон на основе металлургических отходов.

Его создали ученые в Самарском политехе. Ожидается, что такое решение снизит стоимость производства стройматериала, а также приведет к улучшению экологической ситуации в промышленных регионах.

В качестве отвердителя, от которого зависит прочность итогового продукта, можно использовать алюмокальциевый шлам, богатый оксидами кальция и алюминия. Этот компонент выходит в качестве отходов металлургических заводов.

Такое сочетание удешевит производство стройматериала и сможет привести к повышению его прочности. Большего эффекта удается добиться при использовании вяжущих составов на основе жидкого стекла с добавлением тонкомолотого шамота – обожженный алюмокальциевый шлам.

Исследователи провели анализ прочностных свойств жаростойкого бетона из шамота при различном расходе шлама и разной температуре обжига и выявили оптимальные параметры для экспериментального производства строительного материала по их технологии.

Разработан способ изготовления утепленной бетонной стены с использованием 3D строительного принтера.

Технический результат – улучшение теплоизоляции.

Способ изготовления утепленной бетонной стены с использованием 3D строительного принтера характеризуется тем, что включает следующие этапы: S10: изготовление утеплителя; и S20: производство и укладка бетона послойно с двух сторон утеплителя с помощью 3D строительного принтера, для формирования бетонной стены, в которой уложен утеплитель. Причем в бетонной стене предусмотрены по меньшей мере 2 утеплителя, и между ними имеется зазор.

S20 включает несколько подэтапов. S21: установка выпускных отверстий 3D строительного принтера над опалубкой. S22: осуществление перемещения выпускных отверстий и выгрузка материала в соответствии с заданной траекторией, для формирования замкнутого по окружности бетонного слоя. S23: выгрузка материала из выпускных отверстий в промежутки между утеплителями для заполнения промежутков. S24: изменение высоты расположения выпускных отверстий и повторение этапов S22 и S23 для формирования бетонной стены, в которой уложен утеплитель. Причем замкнутый по окружности слой бетона, сформированный на этапе S22, содержит изогнутые участки, в которых отсутствует утеплитель.

Ученые выяснили, как защитить стройматериалы от микроорганизмов, вызывающих коррозию.

Ученые ПНИПУ, МГУ имени Н.П. Огарева и ННГУ им. Лобачевского исследовали эффективность применения биоцида «Полигексаметиленгуанидин гидрохлорид» («ПГМГ-ГХ») российского производства ООО «Альтерхим-Про». Биоцид ПГМГ-ГХ – это химическое вещество, которое эффективно используется против развития микроорганизмов в лакокрасочных материалах, предназначенных для окраски древесины. Ранее эффективность введения ПГМГ-ГХ в состав строительного материала не была исследована.

Для проведения экспериментов ученые на 3D-принтере напечатали специальные формы для заливки образцов 1х1х3 и залили их заранее заготовленным раствором, сформировав маленькие блоки из цементного камня, бетона и гипсовой штукатурки. Часть образцов была без биоцида, т.е. контрольной, а часть – с добавлением биоцида в разных дозировках.

Чтобы удостовериться, что образцы фунгицидны, ученые заразили материал спорами плесневых грибов и поместили в чашку Петри с питательной средой для плесени. Бактерицидные добавки эффективны, поскольку позволят сохранить долговечность строительных конструкций. Теперь необходимо определить оптимальные количество добавляемых в смесь биоцидных добавок, поскольку увеличение дозировки биоцида в бетоне приводит к увеличению его стоимости.

Экспериментальные исследования дают большой объем данных, в дальнейшем планируется использовать нейронные сети для создания математических моделей прогнозирования долговечности строительного материала.

Определено, как точнее прогнозировать износостойкость тефлона в мостовых сооружениях.

Ученые ПНИПУ реализовали подход, который позволяет описывать динамические свойства гамма-модифицированного тефлона и точнее прогнозировать его износостойкость. Гамма-модифицированный тефлон широко используется в мостовых опорных частях в качестве антифрикционного материала – уменьшает коэффициент трения и снижает износ деталей. При этом он подвергается воздействию больших перепадов температур от −60 до +60 градусов и циклических нагрузок, направленных в разные стороны.

В ходе экспериментов при помощи специального оборудования деформировали и нагружали образцы из модифицированного тефлона для определения его упругих, динамических, фрикционных и других свойств.

В результате ученые определили, какая модель точнее отражает поведение материала под динамическими нагрузками. В случае вязкоупругой модели погрешность составила всего 0,5-1%, в то время как у упругопластической модели – 5-20%. Ученые пришли к выводу, что вязкоупругая модель позволяет прогнозировать работоспособность конструкции на всех этапах ее жизненного цикла, а упругопластическая – подходит только для предварительной оценки прочностных характеристик конструкции.

Благодаря этому можно на ранних этапах отслеживать проблемные места в эксплуатации конструкции и своевременно принимать меры по их устранению.

Предложен новый метод обеспечения высокой точности навигации беспилотного трамвая.

Ученые Университета МИСИС совместно с экспертами российской компании Cognitive Pilot предложили новый метод оценки точности системы локализации трамвая в городской среде. Сегодня в городских условиях GPS-позиционирование приводит к большим ошибкам, поэтому использование такой системы в качестве опорной затруднительно. Специалисты предложили подход, который позволяет оценить точность определяемых координат по ключевым точкам, извлеченным из фото и видеоматериалов, сделанных во время многократных проездов трамвая по маршруту.

Для оценки точности навигационных систем специалисты НИТУ МИСИС предлагают сравнивать движение объекта, измеренное навигационной системой, с движением объекта, определяемым системой технического зрения. На основании полученных ошибок можно рассчитать среднеквадратическое отклонение для всех измерений в каждой группе и общую ошибку по всем группам. Для обнаружения ключевых точек и извлечения опорных точек из изображений ученые использовали различные компьютерные алгоритмы, включая нейронную сеть SuperPoint, обеспечивающую получение ключевых точек наилучшего на сегодняшний день качества.

Чтобы вычислить матрицу преобразования между двумя положениями камеры, необходимо, чтобы пара изображений имела 3 или более совпадающих ключевых точек, лежащих на дороге. Среднеквадратические отклонения измерений пути находятся в диапазоне от 0 до 1,4 м. При использовании этого подхода эффективно оценивается ошибка траектории, тогда как угловую ошибку легче оценить, используя информацию о перепроецировании дороги в кадре.

Создан робот для проверки состояния трубопроводов.

Его разработали специалисты из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ).

Некоторые трубопроводы имеют сложную конфигурацию и малый диаметр, что делает их диагностику сложной задачей. Разработанный робот представляет собой механическую конструкцию с опорной ногой, колесным движителем и системой рычагов, которая позволяет ему перемещаться внутри труб.

Робот может осуществлять диагностику трубопроводов и обнаруживать потенциальные проблемы, обеспечивая более надежное и эффективное обслуживание инфраструктуры. Он помогает предотвратить проблемы и повышает безопасность работы с трубопроводами.

Создана вторая версия отечественной робособаки.

Разработали робота-собаку ученые МГУ им. М.В. Ломоносова совместно со специалистами НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова и проекта «Братья Вольт». Она предназначена для обучения школьников и студентов по направлениям робототехники.

Новый робот получил более удобный корпус, улучшенную систему управления и другие нововведения. Теперь к нему стало легче подключать дополнительное оборудование. Новая версия стала максимально открытой с точки зрения программного обеспечения на всех уровнях, чем не может похвастаться ни один другой робот.

Робот функционирует под управлением Robot Operating System. Его можно улучшить, подключив новые датчики и сенсоры, в том числе лидар и камеры глубины. С их помощью робособака может распознавать стены и препятствия.

Робот-собака работает на бесколлекторном приводе, который корректирует походку и прыжки, перемещается рысью со скоростью 3,5 км/ч, способна давать лапу, ложиться и вставать из любой позиции. Время автономной работы достигает 60 мин.

Разработаны способ и устройство для сбивания сосулек с карнизов крыш и зданий.

Устройство разработано ФГБОУ высшего образования «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ».

Оно содержит квадрокоптер и пульт системы управления. Квадрокоптер содержит модульную раму, электрический двигатель, пружинный вал для вращения ступицы, на которой закреплены противоположно направленные сбалансированные телескопические рычаги с ударниками на концах для сбивания сосулек. Телескопические рычаги выполнены с возможностью увеличения радиуса действия ударников за счет центробежных сил, вызванных динамикой при их вращении, и снабжены пружинами возврата ударников в исходное положение при статическом состоянии.

Так повышается безопасность при сбивании сосулек с карнизов крыш домов.

Создано ПО для изучения виртуальной реальности.

Студент МАИ создал программное обеспечение для изучения технологий виртуальной реальности.

Индустрия VR развивается очень быстро, в том числе в строительной отрасли, и скорость будет только нарастать. Таким образом, специализированные программы для изучения технологий виртуальной реальности будут востребованы на самых разных уровнях подготовки.

Программно-аппаратный комплекс разработан на базе движка Unity и воссоздает некоторые локации МАИ, а также дает возможность выполнять задания по изменению кода и свойств объектов.

Эвелина Ларсон

Этот материал опубликован в октябрьском  номере Отраслевого журнала «Строительство». Весь журнал вы можете прочитать или скачать по ссылке: https://www.ancb.ru/files/pdf/pc/Otraslevoy_zhurnal_Stroitelstvo_-_2023_god_10_2023_pc.pdf