Om de sterkte van beton te vergroten, bedenken onderzoekers nieuwe wapeningsmethoden, meestal met metalen structuren of nanovezels. Een professor van de RUDN Universiteit met collega's uit Iran heeft een makkelijkere manier ontdekt. Zelfs van een conventionele betonmix kan men een duurzamer materiaal krijgen. Het belangrijkste punt is het kiezen van de juiste verhoudingen en uithardingsomstandigheden. De resultaten zijn gepubliceerd in Gebouwen .

Om beton beter bestand te maken tegen statische en cyclische belastingen, wordt het aangevuld met een "framework"-wapening of nanovezels. Tegelijkertijd moet nog steeds worden gezocht naar manieren om beton te versterken, zelfs zonder wapening. Het is bijvoorbeeld noodzakelijk om oude constructies van gewoon beton te repareren. Een RUDN-professor voerde samen met collega's uit Iran een reeks experimenten uit en creëerde een kunstmatig neuraal netwerk om te berekenen hoe beton sterker kan worden gemaakt zonder nieuwe 'ingrediënten'.

"Beton is een composietmateriaal van kleine en grote toeslagstoffen, die met een cementeermortel aan elkaar worden gehecht en uitharden. Om de statische en cyclische sterkte van gebouwen te vergroten, gebruiken civiel ingenieurs gewapend beton. Grote constructies zoals dammen en multi- parkeergarages zijn gemaakt van gewapend beton. Er zijn echter nog steeds oude conventionele betonconstructies over de hele wereld die moeten worden opgeknapt. Daarom is het vinden van praktische en goedkope manieren om de sterkte van conventioneel beton te vergroten nog steeds een belangrijke taak. De meeste van de onderzoek is achterhaald. Slechts een paar onderzoekers gebruiken nieuwe methoden, zoals datamining, neurale netwerkalgoritmen, hybride optimalisatiemethoden en machine learning om de sterkte van gewoon beton te beoordelen", zegt Kazem Reza Kashyzadeh, professor in de afdeling Transport van RUDN. Universiteit.

Ingenieurs hebben de optimale mengselparameters berekend die beton zo sterk mogelijk maken zonder het gebruik van extra elementen. De sterkte wordt beïnvloed door de vorm en grootte van de deeltjes van het vulmiddel - steenslag, grind of zand - en de stoltemperatuur van de oplossing. De beste vorm van vulstofdeeltjes is afgerond. Hoekfracties daarentegen verminderen de sterkte. Naarmate de deeltjesgrootte toeneemt, neemt de sterkte toe. And the temperature at which the solution hardens is best kept at 10 degrees C. In this way, it is possible to achieve an increase of 30% in the strength of concrete.

For simulation, RUDN engineers created an artificial neural network using the so-called backpropagation method. To train the neural network, the researchers conducted a series of experiments with different concrete samples. Part of the experimental data was left to test the resulting model.

"We have found that in conventional concrete, the appearance of the aggregates, their size and geometry, as well as the curing conditions, have a significant impact on strength. We investigated the relationship between these parameters experimentally and obtained the best conditions for obtaining durable concrete," said Professor Kashyzadeh. + Verder verkennen

Concrete using recycled tire rubber promises boost for circular economy