МОСКВА, 3 авг — РИА Новости. Ученые Южного федерального университета создали новую программу, которая подбирает состав бетона для строительной 3D-печати. Алгоритм находит "рецепт" с наибольшим содержанием отходов и при этом обладает высокой прочностью. Результаты представлены в Journal of Materials in Civil Engineering, ASCE.
Почему для 3D-печати нужен особый бетон?
"Смесь для строительной 3D-печати должна легко прокачиваться и равномерно выходить через сопло, но сразу после укладки сохранять форму и выдерживать массу последующих слоев. Поэтому при подборе состава важно учитывать не только итоговую прочность бетона, но и его пригодность для непрерывной и стабильной печати", — объяснила одна из авторов новой программы, ведущий научный сотрудник ЮФУ Екатерина Кравченко.
Программа, созданная учеными, позволяет частично заменить природные компоненты на строительные отходы. С одной стороны, в составе должно быть максимальное количество вторичного сырья, чтобы сократить потребление песка и вернуть отходы в производство. С другой — увеличение доли переработанных компонентов не должно приводить к существенной потере прочности. Машинное обучение помогает найти компромисс.
"С одной стороны, в составе должно присутствовать максимально возможное количество вторичного сырья, полученного из строительных отходов, чтобы сократить потребление природного песка и вернуть отходы в производственный цикл. С другой стороны, увеличение доли переработанных компонентов не должно приводить к существенной потере прочности бетона. В результате машинное обучение помогает подобрать такой компромиссный состав", — объяснила одна из авторов работы, профессор, заведующая кафедрой почвоведения и оценки земельных ресурсов ЮФУ Татьяна Минкина.
Что можно печатать из такого бетона?
Из таких материалов можно создавать внутренние перегородки, фасадные элементы, малые архитектурные формы (клумбы, лавки) и отдельные неструктурные компоненты малоэтажных зданий. Алгоритм поможет ускорить создание новых составов, уменьшить расход сырья и сократить число лабораторных экспериментов.
Какие планы у ученых?
В будущем исследователи планируют продолжить разработку экологичных стройматериалов для городской инфраструктуры, в том числе для проектов вертикального озеленения.
"Мы стремимся сделать города "зелеными" сразу в двух смыслах: за счет увеличения площади растительности "вверх", и за счет применения экологичных материалов и низкоуглеродных технологий при создании самих конструкций", — добавила Минкина.
Работа выполнена при поддержке программы "Приоритет-2030" Южного федерального университета.