«Умный бетон» может сократить расходы на ремонт дорог и дорожное движение. Новая технология позволит бетонированным мостам и магистралям самостоятельно выявлять, когда они нуждаются в ремонте.
«Умный бетон» может сообщать о своем состоянии и восстанавливаться

«Используя материалы и датчики искусственного интеллекта, а также большие данные, мы хотим решить проблемы инфраструктуры», — говорит Луна Лу, один из авторов работы. «Идея состоит в том, чтобы сделать ее адаптивной и устойчивой».

Лучшее понимание того, когда новый бетон готов к интенсивному движению по нему, может предотвратить появление трещин, вызванных слишком ранним открытием дорог. А это в свою очередь, означает меньшее количество ремонтных проектов по замене бетона, которые сокращают трафик и мешают движению.

Сейчас Лу и ее лаборатория разрабатывают способ, которым бетон может сам себя восстанавливать. Самовосстанавливающийся материал был бы особенно полезен в суровые зимы, когда температура падает на столько, что молекулы воды на поверхности дороги замерзают и расширяются, создавая трещина. Они в свою очередь приводят к образованию более серьезных разрушений.

Эксперимент с самовосстанавливающимся бетоном Cihang Huang/Purdue Эксперимент с самовосстанавливающимся бетоном, разница 28 дней

Лаборатория исследует различные типы высокопористых, похожих на песок материалов, называемых «внутренними отвердителями» для смешивания с «умным бетоном». Когда он трескается, отвердители поглощают воду и запускают таким образом химические реакции. В результате образуются твердые вещества, которые заделывают трещину, «заживляя» бетон. Процесс заживления также предотвращает просачивание воды в бетон и коррозию стальной арматуры.

В 2019 году Лу уже сотрудничала с Департаментом транспорта Индианы, чтобы встроить три датчика в шоссе Индианы. Данные от датчиков рекомендуют лучшее время для открытия движения после ямочного ремонта или нового проекта дорожного покрытия, а также они постоянно отслеживают состояние материалов. Сейчас команда Лу работает с Федеральным управлением автомобильных дорог в США, чтобы внедрить эти датчики в других штатах.