В ДГТУ разработали технологию получения вариатропных бетонов

В ДГТУ разработали комбинированную эксперементальную установку для получения вариатропных бетонных элементов. Качество новых строительных материалов подтверждается проведением экспериментальных исследований вариатропии (различающимися характеристиками материала по его кольцевому сечению по показателям плотности, прочности, деформативности и т. п.) структуры разноплотных и разносоставных бетонов по авторской методике. Руководителем научно-исследовательской работы является заведующий кафедрой «Инженерная геометрия и компьютерная графика», кандидат технических наук, доцент Евгений Щербань.

Технология дополнена возможностью прогнозирования механических свойств бетонов на основе искусственного интеллекта. Благодаря реализации проекта производители железобетона смогут экономить до 40% бетона, в сравнении с традиционными технологиями. Экономия арматурной стали составит до 15% на единицу продукции за счет снижения веса конструкций.

Также за счет внедрения искусственного интеллекта до 12% упростятся технопроцессы производства. Автоматизация производственного процесса сократит себестоимость также до 12%. Монтажные работы станет возможным упростить, а также сократить сроки строительства на 20%. Разработкой будут заниматься в течение трех лет. На эти цели понадобится 16 миллионов рублей. А к 2026 году выпустят промышленную партию в 500 колонн.

– Возрастающие объемы строительства ставят задачи разработки новых производственных технологий, новых материалов и способов конструирования, направленные на сокращение сроков строительства, создание высокопрочных и маломатериалоемких конструкций. Центрифугирование, являясь недооцененной технологией производства, позволяет создавать вариатропные конструкции по сечению бетона, – рассказал Евгений Щербань.

В настоящее время результаты проекта, реализуемого в рамках программы «Приоритет-2030», апробированы и внедрены в работе с индустриальными партнерами Регионального экспертного управления ДГТУ: ООО «Донской газобетон», ООО «ПСК «Пенобетон-Торнадо», ООО «Диагностика Информационное Моделирование и Мониторинг Сооружений», ООО «КУБ».

Учитывая результаты работы за 2023-2024 годы, проведен аналитический обзор, который являет собой теоретико-практическую базу новых систематизированных знаний с пониманием фундаментального принципа «технология-состав-структура-свойства», касательно вариатропных бетонов. В конечном итоге это привело к созданию новых усовершенствованных железобетонных элементов с вариатропной структурой бетона с повышенной долговечностью и эксплуатационной надежностью, с использованием всех скрытых резервов таких перспективных вариатропных структур на практике. Также достигнута долговечность бетонов вариатропной структуры, разработана и модернизирована оригинальная комбинированная экспериментальная установка, позволяющая получать как центрифугированные, так и виброцентрифугированные бетонные элементы, с возможностью регулирования режимов, установленными параметрами, подтверждающими правильность предпосылок и постулатов. Разработана методика экспериментальных исследований вариатропии структуры разноплотных и разносоставных вибрированных, центрифугированных и виброцентрифугированных бетонов для определения их физико-механических характеристик.

Таким образом, в сравнении с контрольным составом прирост прочности на сжатие составил 8,50%, прочности на изгиб – 79,17%, а водопоглощение снизилось на 27,54%.