Profesor universitario de la RUDN: las proporciones correctas de la mezcla de concreto aumentan la resistencia en un 30%

Para hacer que el hormigón sea más resistente a las cargas estáticas y cíclicas, se complementa con un «marco»: refuerzo o nanofibras . Al mismo tiempo, todavía es necesario buscar formas de fortalecer el concreto incluso sin refuerzo. Esto es necesario, por ejemplo, para la reparación de estructuras antiguas construidas con hormigón ordinario. Un profesor de RUDN con colegas de Irán realizó una serie de experimentos y creó una red neuronal artificial para calcular cómo fortalecer el concreto sin nuevos «ingredientes».

«El hormigón es un material compuesto de pequeños y grandes áridos, que se unen entre sí con un mortero cementante y se endurecen. Para aumentar la resistencia estática y cíclica de los edificios, los ingenieros civiles utilizan hormigón armado. Las grandes estructuras, como presas y aparcamientos de varios pisos, están hechas de hormigón armado. Sin embargo, todavía hay viejas estructuras de hormigón convencional en todo el mundo que necesitan ser renovadas. Por lo tanto, encontrar formas prácticas y económicas de aumentar la resistencia del hormigón convencional sigue siendo una tarea importante. La mayor parte de la investigación está desactualizada. Solo unos pocos investigadores utilizan nuevos métodos, como la minería de datos, los algoritmos de redes neuronales, los métodos de optimización híbridos y el aprendizaje automático para evaluar la resistencia del hormigón ordinario», Reza Kashi Zadeh Kazem , profesor del Departamento de Transporte de la Universidad RUDN.

Los ingenieros han calculado los parámetros de mezcla óptimos que hacen que el concreto sea lo más fuerte posible sin el uso de elementos adicionales. La resistencia se ve afectada por la forma y el tamaño de las partículas del relleno (piedra triturada, grava o arena) y la temperatura de solidificación de la solución. La mejor forma de partículas de relleno es redondeada. Las fracciones angulares, por el contrario, reducen la fuerza. A medida que aumenta el tamaño de partícula, aumenta la resistencia. Y la temperatura a la que se endurece la solución se mantiene mejor a 10 ℃ . Por lo tanto, es posible lograr un aumento de la resistencia del hormigón en un 30%.

Para la simulación, los ingenieros de RUDN crearon una red neuronal artificial utilizando el llamado método de retropropagación. Para entrenar la red neuronal, los investigadores realizaron una serie de experimentos con diferentes muestras de hormigón. Se dejó parte de los datos experimentales para probar el modelo resultante.

«Hemos encontrado que en el concreto convencional, la apariencia de los agregados, su tamaño y geometría, así como las condiciones de curado, tienen un impacto significativo en la resistencia. Investigamos la relación entre estos parámetros experimentalmente y obtuvimos las mejores condiciones para obtener concreto duradero», Reza Kashi Zadeh Kazem , profesor del Departamento de Transporte de la Universidad de la Amistad de los Pueblos de Rusia.

Los resultados se publican en la revista Buildings.