Инновационные бетоны – против искусственного интеллекта

Появился новый высокопрочный бетон.

Технический результат – повышение подвижности, понижение расслаиваемости самоуплотняющейся бетонной смеси и создание бетона на ее основе повышенной прочности на сжатие и повышенной прочности на растяжение при изгибе.

Высокопрочный бетон получен из смеси, включающей мас. %: портландцемент – 18,32-19,42; песок с модулем крупности 2,1 – 30,16-30,56; щебень гранитный фракции 3-10 мм - 39,89-40,39; комплексный реакционно-активный стабилизатор с D=0,750 г/куб. см, рН=8,3, состоящий из следующих компонентов, мас. %: доменного металлургического шлака с удельной поверхностью, S=470 кв. м/кг, – 81,06-82,00; глиноземистого цемента – 15,35-16,2; метилцеллюлозы – 1,05-1,10; поликарбоксилатного полимера – 1,60-1,64, – 3,30-3,39; водного раствора комплексной химической добавки, р=1,047 г/куб. см, рН=6,8, состоящей из следующих компонентов, мас. %: поликарбоксилатного полимера – 37,74-39,00; высокомолекулярного соединения – 5,40-5,66; нанодисперсий диоксида кремния – 22,30-22,64; нитрита кальция – 14,80-15,09; нитрата кальция – 18,50-18,87; воду – 7,09-7,16.

Создана бетонная смесь для приготовления звукопоглощающего газобетона.

Технический результат заключается в повышении коэффициента звукопоглощения, физико-механических свойств и характеристик долговечности, а также повышении его энергоэффективности и экологичности.

Бетонная смесь для приготовления звукопоглощающего газобетона содержит компоненты при следующем соотношении, мас. %: портландцемент ЦЕМ I 42,5Н 30-40, зола уноса 15-28, вспученный перлит 17-25, алюминиевая пудра 0,3-0,4, каустическая сода 0,09-0,1, суперпластификатор 0,2-0,3, гидрофобизатор АМСР-3 0,1-0,15, полипропиленовая фибра 2,1-2,3, вода остальное.

В Иркутске при строительстве применяют инновационную технологию «умного» мониторинга бетона.

Цифровая технология Smart Beton позволяет в режиме реального времени отслеживать температуру бетона и процесс набора прочности.
Технологию разработала отечественная компания Pro Beton. Система позволяет цифровизировать монолитные работы и передавать необходимую информацию о характеристиках бетона в конкретный момент на компьютер или смартфон.

Программно-аппаратный комплекс «умной» системы Smart Beton – это запатентованные температурные датчики, вмонтированные в тело монолитной плиты на этапе заливки, и модули регистраторов, которые передают данные о температуре в точках конструкции в облачное программное обеспечение. С помощью «умного» мониторинга состояния бетона можно отслеживать набор прочности в реальном времени и дистанционно. Причем бетон набирает необходимую прочность раньше намеченного срока, что подтверждают лабораторные исследования во время приемочного контроля.

Работа с датчиками крайне проста. Нужно лишь установить их на арматурном каркасе и зарегистрировать в системе по qr-коду. В результате монолитные работы полностью переходят в цифровой режим, можно онлайн контролировать застывание бетона, а качество монолитных работ повышается и ускоряется на 50%. Кроме того, «умная» система Smart Beton исключает появление брака и снижает затраты при зимнем бетонировании до 50%.

Технологию использовали при строительстве радиологического корпуса Иркутского областного онкологического диспансера.

Челябинские ученые создали «умную» краску, способную очищать городской воздух от свинца, мышьяка и других опасных веществ.

Ученые ЮУрГУ разработали покрытия, поры которых смогли бы поглощать микро- и наночастицы, подобно устьицам листьев. Основой для них послужили мезопористые сферические частицы оксида титана.

Если добавить эти частицы к силикату калия или калийному жидкому стеклу, то можно получить пористые покрытия, которые удерживают частицы мелкой промышленной пыли.

На основе этого открытия ученые предложили состав силикатной фасадной краски и подали заявку в Роспатент. Краска абсолютно экологична, она не содержит органических компонентов. Ею можно красить не только фасады домов, но и промышленные помещения. На дорогах города «умной» краской можно покрывать бордюры или наносить дорожную разметку. В первом случае краска сможет улавливать микрочастицы промышленной пыли, а во втором – невыхлопные транспортные, образующиеся при истирании дорожного полотна или шин. Чтобы очистить забитые «устьица», достаточно промыть поверхность под напором воды, и краска снова будет работать как фильтр.

Сейчас челябинские ученые работают над тем, чтобы подобрать состав, который позволит краске не только поглощать пыль, но и удалять из воздуха органические загрязнения.

Способ ученых Пермского Политеха повысит прочность и долговечность металла.

Предложенный способ ученых Пермского Политеха и Института механики сплошных сред УрО РАН заключается в том, что армирующие частицы вводятся в жидкий алюминий в составе спрессованных таблеток и интенсивно перемешиваются бегущими и вращающимися магнитными полями. Разработка обеспечивает рост предельной прочности материала.

В качестве армирующего вещества ученые использовали наночастицы и микрочастицы нитрида бора (BN). При помощи прессования приготавливались таблетки диаметром 20 мм и толщиной 10-15 мм из смеси микропорошка алюминия и микро- или нанопорошка нитрида бора. Затем расплавленный алюминий температурой 810℃ переливался в подогретый до 600℃ тигель экспериментальной установки, где под действием бегущего и вращающегося магнитных полей генерировалось топологически сложное перемешивающее течение вливаемого алюминия.

После этого в жидкий алюминий в тигле вбрасывались таблетки из алюминиевого порошка, содержащие микро- или наночастицы нитрида бора. Внутри алюминия таблетки растворялись, а высвободившиеся армирующие частицы разносились перемешивающим течением по всему объему жидкого алюминия. Во время перемешивания включалось охлаждение дна тигля, и происходила направленная кристаллизация слитка.

Эксперимент показал, что вводимые частицы распределились в объеме равномерно. Оказалось, даже небольшое содержание микрочастиц и особенно наночастиц в алюминии ведет к возрастанию его механической прочности при сравнительно небольшом повышении электросопротивления.

Разработан способ получения пеноалюминия.

Порошок алюминиевого сплава смешивают с порофором в виде порошка яичной скорлупы и подвергают холодному прессованию с получением заготовки. Заготовку нагревают индукционным способом до температуры на 10-20°С ниже температуры образования самой легкоплавкой эвтектики материала заготовки, выдерживают при этой температуре в течение 5-7 минут в среде аргона и охлаждают на воздухе.

Обеспечивается получение пеноалюминия с прочностью на сжатие 100-140 кгс/кв. см.

Создан глинофосфатный материал.

Технический результат изобретения – замедление сроков схватывания глинофосфатного материала при сохранении водостойкости.

Решение этой задачи достигается тем, что глинофосфатный материал, содержащий суглинок, железосодержащий отход металлургического производства, содержащий оксид Fe(II) с остатком на сите № 008 7%, содержит смесь ортофосфорной кислоты с отходом хромирования, содержащим мас. %: CrO₃ 7,11, SiO₂ 2,21, CuO 1,72, FeO 1,59, NiO 1,26, Al₂O₃ 1,22, CaO 0,30, MgO 0,10, Na₂O 0,08, K₂O 0,04, H₂O – остальное, имеющую плотность 1,27 г/куб. см, при следующем соотношении жидких компонентов, мас. %: концентрированная ортофосфорная кислота 65, отход хромирования 35, при следующем соотношении компонентов, мас. %: суглинок 65-67, железосодержащий отход металлургического производства, содержащий оксид Fe (II) с остатком на сите № 008 7% 7-9, указанная смесь – остальное.

Российский ИИ спрогнозирует осадку фундамента здания.

Технологию разработали в Пермском национальном исследовательском политехническом университете.

Нейросеть предоставляет прогноз на 20% точнее, чем традиционные методы анализа благодаря тому, что она выполняет прогноз прямых испытаний по данным более экономичных косвенных. В результате ИИ для работы требуется гораздо меньше информации. А в дальнейшем нейросеть позволит не проводить дополнительные исследования для вычисления просадки грунтов, а только пополнять базу данных.

В то же время сейчас, чтобы вычислить просадку свай в грунте, необходимо учесть характеристики грунта, геометрические размеры сваи и способ ее установки. А сами изыскания проводят с помощью прямых и косвенных методов. Прямые требуют финансовых затрат, а косвенные – дополнительных расчетов.

В России разработана система цифрового зрения для беспилотников для осмотра объектов.

Решение от компании «Сател» позволяет фиксировать все аварийные ситуации и основывается на технологиях компьютерного зрения и нейронных сетей. Цифровое зрение может быть встроено в любой вид беспилотного летательного аппарата, например, самолетный, коптерный и прочие.

На создание данного решения разработчиков «Сател» подтолкнула сложившаяся ситуация с проблемами осмотров инфраструктурных объектов. Чаще всего это крайне трудозатратный и длительный процесс, для которого необходима специальная техника. Благодаря решению «Смарт АВР», получать информацию об объектах можно в режиме реального времени.

Встроенный в систему искусственный интеллект проводит анализ полученных видеороликов, выявляет повреждения и прочие отклонения от нормы и чрезвычайные ситуации. Передача информации о причинах аварии происходит моментально, когда беспилотник еще находится в воздухе. Дроны могут работать как в аварийном, так и в плановом режиме – это позволяет предугадать возможные неисправности в оборудовании или дефекты на фасадах, окнах, крышах зданий.

В результате цифровое зрение позволяет сэкономить как время, так и человеческие ресурсы при обследовании объектов. Так, если человеку нужно 2-3 недели на осмотр объекта, то беспилотнику – всего один полет и сутки на работу.

Разработана система навигации по жилым помещениям для роботов с ИИ.

Ее создали в Московском физико-техническом институте. Роботы с искусственным интеллектом смогут ориентироваться также и в офисных помещениях.

Система объединяет в себе два подхода — применение классических методов локализации и картирования, а также использование нейросетей.

Одна из используемых в системе нейросетей отвечает за распознавание окружающих предметов и может определять около 150 типов объектов. Другая – умеет быстро определять тип помещения, для чего прошла обучение на более чем 1 тысячи изображений. ИИ строит семантическую карту локации, из которой может сделать вывод о том, находится ли в спальне, кухне или другом помещении.

Система навигации выиграла международные соревнования по ориентации для ИИ Habitat ObjectNav Challenge 2023. Роботы соревновались в умении найти объект определенного типа, используя только видеокамеру, датчик GPS и компас.

В Санкт-Петербурге появился первый двор с дополненной реальностью.

Девелопер GloraX разработал современный цифровой дизайн-проект с детскими площадками: он интегрировал технологии дополненной реальности в пешеходные дорожки двора.

Вокруг всего игрового пространства будут размещены следы различных животных с QR-кодами. Отсканировав код, ребенок увидит животное «ожившим» на экране телефона или планшета и сможет проследовать по его следам. Это не только разнообразит пребывание детей на площадке и познакомит детей с животным миром, но и поможет родителям активно вовлечь их в игровой процесс. Современные технологии помогут узнать окружающий мир, «пообщаться» с животными, узнать их повадки и привычки, а также ареал обитания.

Создана всплывающая дамба-дорога.

Всплывающая дамба состоит из плавучих секций, снабженных защитным армированным бетонным покрытием, уложенным поверх плавучих секций. В положении лежа на грунте, при отсутствии подтопления, плавучие секции образуют проезжую часть для автотранспорта. Защита от подтопления решается созданием водонепроницаемой плоскости за счет всплытия заранее смонтированных, шарнирно соединенных с железобетонными устоями плавучих секций.

Железобетонные устои возводятся с заглублением в грунте. В верхнюю часть устоев закладываются овальные втулки шарниров для соединения стальными осями с плавучими секциями дамбы. Расположенные последовательно секции дамбы образуют стороны замкнутого контура вокруг населенного пункта, предприятия или располагаются вдоль прибрежной полосы водоема.

При подтоплении вода своей выталкивающей силой начинает поднимать края плавучих секций, обращенные в сторону прибывания воды, при этом другая сторона плавучих секций остается шарнирно скрепленной с устоями. Тем самым создается поднимающаяся вместе с повышением уровня воды плоскость дамбы, угол наклона которой по отношению к горизонту увеличивается по мере прибывания воды. Гидроизоляция стыков секций и прилегания секций к земле обеспечивается гидроизоляционной мембраной в продольном направлении дамбы, закрепленной с одной стороны к торцам плавучих секций, с другой стороны - к подземной части устоев, при герметичном соединении составляющих ее кусков, образующих сплошную ленту, отделяющую при подтоплении всю плоскость дамбы от воды.

Эвелина Ларсон

Этот материал опубликован в сентябрьском  номере Отраслевого журнала «Строительство». Весь журнал вы можете прочитать или скачать по ссылке: http://ancb.ru/files/pdf/pc/Otraslevoy_zhurnal_Stroitelstvo_-_2023_god_09_2023_pc.pdf