Современные технологии проектирования бетона для строительства

Современное строительство всё чаще требует материалов с точно прогнозируемыми характеристиками. Недостаточно просто получить прочный бетон — важно заранее понимать, как он будет вести себя при заливке, твердении и эксплуатации. Именно над этой задачей сегодня работают учёные Томский архитектурно-строительный университет, разрабатывая методы получения бетона с заранее заданными свойствами с применением искусственного интеллекта.

Исследования ведутся в рамках программы «Приоритет 2030» и уже показывают, что цифровые технологии способны существенно изменить подход к проектированию бетонных смесей.

Почему традиционный подбор состава бетона устаревает

Классическая технология подбора бетона основана на нормативных таблицах, эмпирических формулах и опыте технолога. Такой подход работает, но имеет ограничения. Чтобы добиться нужной текучести или удобоукладываемости, часто увеличивают расход цемента и воды, что ведёт к удорожанию смеси и снижению её долговечности.

Особенно остро эта проблема проявляется при производстве самоуплотняющихся бетонов. Обычно для получения нужной текучести расход цемента достигает 500–530 кг на кубометр. Это повышает стоимость и увеличивает усадочные деформации.

Как ИИ подбирает состав бетона

Томские учёные пошли иным путём. Они использовали нейросетевую модель, в которую загружаются исходные параметры компонентов: фракционный состав песка, характеристики цемента, требуемая прочность и дополнительные условия эксплуатации.

Искусственный интеллект анализирует взаимосвязи между компонентами и предлагает оптимальный состав бетонной смеси. В результате удаётся:

• снизить расход цемента до 400 кг на кубометр без потери прочности;

• уменьшить количество воды за счёт точного подбора пластификаторов;

• повысить текучесть и равномерность смеси;

• получить прогнозируемые свойства бетона ещё до его замешивания.

Таким образом, бетон проектируется как инженерный материал, а не подбирается методом проб и ошибок.

Роль пластификаторов и фракционного состава песка

Одним из ключевых факторов стала работа с добавками. Самоуплотняющиеся бетоны традиционно требуют большого количества воды, что снижает их прочность. Применение современных пластификаторов позволяет сократить водоцементное отношение примерно на 20% и одновременно увеличить подвижность смеси.

Не менее важен и фракционный состав заполнителей. Использование четырёх фракций песка обеспечивает более плотную упаковку зёрен, снижает количество пустот и улучшает структуру бетона. Всё это напрямую влияет на прочность, трещиностойкость и долговечность готовых конструкций.

Проверка главного свойства — текучести

Самоуплотняющийся бетон должен не просто растекаться, а полностью заполнять форму и обволакивать арматуру без применения вибрации. Это особенно важно для конструкций со сложной геометрией и густым армированием.

Текучесть проверяют с помощью специальных испытаний, где бетонная смесь должна равномерно распределиться вокруг металлических элементов, не образуя пустот. Разработанные в Томске составы успешно проходят такие тесты, подтверждая эффективность цифрового подбора рецептуры.

Где применим бетон с заданными свойствами

Бетон, спроектированный с помощью искусственного интеллекта, открывает новые возможности для строительной отрасли. Он особенно востребован при:

• изготовлении тонкостенных и сложных железобетонных изделий;

• строительстве объектов с плотным и сложным армированием;

• производстве архитектурного и декоративного бетона;

• возведении промышленных и инфраструктурных сооружений;

• выполнении монолитных работ, где важно качество уплотнения и скорость заливки.

Такие смеси позволяют снизить трудозатраты, сократить количество дефектов и повысить общее качество строительства.

Экономический эффект для строительных компаний

Снижение расхода цемента, уменьшение объёма ручных операций и отказ от виброуплотнения делают новые составы не только технологичными, но и экономически выгодными. Для застройщиков это означает:

• более точный расчёт себестоимости бетона;

• уменьшение перерасхода материалов;

• снижение риска брака и переделок;

• ускорение сроков выполнения работ.

В условиях роста требований к качеству и энергоэффективности такие решения становятся серьёзным конкурентным преимуществом.

Практическое значение для рынка бетона

Разработки томских учёных подтверждают общий тренд: бетон перестаёт быть «универсальным» материалом и всё чаще проектируется под конкретные задачи. В ближайшие годы можно ожидать широкого внедрения цифровых методов подбора составов, особенно в сегменте сложных монолитных и промышленных конструкций.

Для производителей бетона и поставщиков строительных материалов это означает переход к более гибким рецептурам и индивидуальному подходу к заказчику.

Подход BETONLY к современным технологиям бетона

Компания BETONLY внимательно следит за развитием инноваций в области бетонных технологий. Уже сегодня мы применяем современные пластификаторы, контролируем фракционный состав заполнителей и подбираем составы бетона под конкретные условия эксплуатации.

При поставках бетона и выполнении бетонных работ в Москве и Московской области мы ориентируемся на:

• стабильные прочностные характеристики;

• удобоукладываемость и качество заливки;

• снижение риска трещинообразования;

• соответствие современным требованиям строительных норм.

Инженерный подход к бетону — это основа надёжных фундаментов, перекрытий и монолитных конструкций, рассчитанных на долгий срок службы.

Если вы планируете монолитные работы или сложные конструкции и хотите подобрать бетон с оптимальными характеристиками, специалисты BETONLY помогут рассчитать состав, организовать доставку и обеспечить качественное выполнение работ.