Датчики бетона WaveLogix сообщают о прочности дороги в режиме реального времени

Датчики бетона, изобретенные профессором Университета Пердью, добавляются в межгосударственные проекты реконструкции в США, чтобы попытаться предотвратить преждевременное разрушение бетона.

Луна Лу, исполняющая обязанности руководителя Школы гражданского строительства Лайлса Purdue, возглавляет разработку датчиков с 2017 года. В 2021 году она основала стартап-компанию WaveLogix для разработки датчиков прочности бетона Rebel для вывода их на рынок и производства в более крупных масштабах. При финансовой поддержке Федерального управления автомобильных дорог в испытаниях датчиков участвуют штаты с конкретными автомагистралями. Индиана и Техас — первые два штата, которые их развернули.

Датчики были добавлены ранее в этом году во время заливки бетона на участке I-35 в Хиллсборо, штат Техас, и на новом съезде I-469, строящемся в Индиане недалеко от Индианаполиса, а также на участках I-70 и I-74. . Штаты, также участвующие в исследовании: Миссури, Северная Дакота, Канзас, Калифорния, Теннесси, Колорадо и Юта.

Датчики позволяют дорожникам определять, когда свежий бетон достаточно созрел, чтобы по нему можно было ездить, без необходимости брать и анализировать образцы бетона. Согласно пресс-релизу Университета Пердью, датчики «непосредственно контролируют свежий бетон и одновременно точно измеряют многие его свойства». «Датчик сообщает инженерам через приложение для смартфона именно тогда, когда покрытие достаточно прочное, чтобы выдержать интенсивное движение».

Датчики бетона устанавливаются перед заливкой бетона и покрываются бетоном. Сенсорный кабель подключается к портативному устройству многоразового использования, которое автоматически регистрирует данные о прочности бетона в режиме реального времени до тех пор, пока эти данные необходимы. Видео ниже от Университета Пердью показывает, как они устанавливаются:

Технология разработана для предотвращения несоответствий, которые могут возникнуть во время лабораторных испытаний прочности бетона, что может привести к слишком раннему открытию новой дороги и сокращению срока службы бетона. По словам университета, наличие точных данных в режиме реального времени позволит открыть новые дороги вовремя и сократить будущие затраты на строительство, что также приведет к сокращению выбросов углекислого газа.

«Ежегодно из-за пробок, вызванных ремонтом инфраструктуры, тратится 4 миллиарда часов и 3 миллиарда галлонов бензина», — говорит Лу. «В первую очередь это связано с недостаточными знаниями и пониманием уровней прочности бетона».

Компания Лу WaveLogix лицензирует эту технологию у Управления коммерциализации технологий Purdue Research Foundation, которое подал заявку на патентную защиту интеллектуальной собственности. Датчики прочности бетона Rebel появятся на рынке позднее в этом году.

Этот черный круглый датчик, находящийся под заливкой бетона, передает данные об уровнях прочности бетона через шнур, подключенный к надземному портативному устройству, называемому регистратором данных. Инженеры получают данные с этого устройства в режиме реального времени через приложение для смартфона. Фотографии Университета Пердью/Ребекка МакЭлхо Тем временем Лу также работает над тем, как использовать данные датчиков для сокращения выбросов углекислого газа, связанных с производством бетона и дорожными работами. Используя искусственный интеллект, WaveLogix разрабатывает способ предотвращения перегрузки бетонных смесей цементом, что может привести к преждевременному растрескиванию.

«Самая большая проблема с бетонными смесями заключается в том, что мы используем больше цемента для повышения прочности бетона», — говорит Лу. «Это не поможет открыть дорогу для движения в ближайшее время».

По ее оценкам, «перерасход бетонной смеси приводит к выбросам более 1 миллиарда тонн углерода в год».

Она рассчитывает, что с помощью искусственного интеллекта сможет сократить количество цемента в смесях до 25%, что тем самым снизит затраты и загрязнение окружающей среды.

«Я чувствую сильное чувство ответственности за то, чтобы оказать влияние на нашу инфраструктуру посредством разработки новых типов технологий», — говорит она. «В области гражданского строительства, если мы не окажем влияние на мир, в мире не будет повода для беспокойства».