Учёные Южного федерального университета создали интеллектуальный алгоритм, который формирует рецептуру бетона из строительных отходов, сохраняя высокую прочность материала. Технология помогает сократить использование природного сырья и ускорить разработку смесей для 3D‑строительства. Рассказываем, как нейросеть находит баланс между экологичностью и надёжностью и где можно применять такие материалы.

В Южном федеральном университете представили инновационное решение для «зелёного» строительства — нейросеть, которая подбирает оптимальный состав бетона, пригодного для 3D‑печати. Ключевая особенность разработки — активное использование строительных отходов: алгоритм позволяет заменять часть природного песка вторичным сырьём, не жертвуя прочностными характеристиками материала.

Перед исследователями стояла непростая задача: добиться баланса между экологическими целями и эксплуатационными свойствами бетона. Для 3D‑печати требования к смеси особенно строгие: она должна свободно проходить через сопло принтера, сохранять форму сразу после нанесения и выдерживать вес последующих слоёв. Как пояснила Екатерина Кравченко, руководитель Центра Компетенций Циркулярных Биоматериалов и ведущий научный сотрудник ЮФУ, при подборе состава важно учитывать не только итоговую прочность, но и сцепление между слоями, а также то, как направление нагрузки влияет на механические свойства конструкции.

Благодаря машинному обучению процесс создания новых рецептур заметно ускоряется: сокращается число лабораторных тестов, снижаются затраты на сырьё, а доля первичных природных ресурсов в составе смеси становится меньше. По словам профессора Татьяны Минкиной, заведующей кафедрой почвоведения и оценки земельных ресурсов ЮФУ, именно искусственный интеллект помогает найти компромисс: включить в смесь максимально возможное количество переработанных материалов, сохранив при этом необходимую надёжность.

Полученные составы подходят для печати разнообразных элементов: от внутренних перегородок и фасадных деталей до малых архитектурных форм — например, клумб, лавочек и отдельных неструктурных частей малоэтажных зданий.

В перспективе учёные намерены развивать направление экологичных строительных материалов, в том числе для проектов вертикального озеленения. Как отметила Татьяна Минкина, цель команды — способствовать «озеленению» городов сразу по двум направлениям: увеличивать количество зелёных насаждений и активнее внедрять в строительство низкоуглеродные технологии и материалы с минимальным воздействием на окружающую среду.

Разработка выполнена в рамках федеральной программы «Приоритет‑2030» (нацпроект «Молодёжь и дети») ЮФУ.