طرح اختلاط بتن به کمک هوش مصنوعی

پایدار سازی تولید پروژه های عمرانی جهت راضی نگاه داشتن ذی نفعان متعدد یک پروژه، یکی از مسائل مرتبط با ساخت و ساز ناب است. اگرچه شرکت مادر فیسبوک، متا، توجهات را به دنیای مجازی متاورس خود کشانده است، اما همچنان به تاثیر ساخت و سازهای خود در دنیای واقعی اهمیت می‌دهد. متا در همکاری با محققان دانشگاه ایلینویز Urbana-Champaign و به کمک یک مدل هوش مصنوعی، به دنبال طراحی طرح اختلاط بتن با انتشار کربن کمتر  است. Amruta Sudhalkar، مدیر پروژه پایدارسازی مرکز داده (Data center) در Meta می گوید که این شرکت قبلاً یک طرح اختلاط را در یک پروژه ساخت مرکز داده در ایلینویز آزمایش کرده است و در حال برنامه ریزی آزمایش های بیشتری در برخی از پروژه های دیگر خود می‌باشد. 

محققان به سرپرستی پروفسور Lav Varshney از دپارتمان مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه و Nishant Garg از دپارتمان مهندسی عمران، یک مدل هوش مصنوعی را با استفاده از داده های مقاومت فشاری بتن از دانشگاه کالیفرنیا، بانک یادگیری ماشین دانشگاه Irvine و داده های کربن نهفته در اجسام از شورای تجارت جهانی،  آموزش دادند. به گفته محققین، هوش مصنوعی ده ها طرح اختلاط بتن را بسیار سریعتر از معمول تولید کرد.

تلاش‌های صنعتی

این مطالعات در شرایطی انجام می‌شود که تأثیر ساختمان‌ها و ساخت‌وسازها در انتشار کربن بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. داده های آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده نشان می دهد که تولید سیمان 1.25 درصد از انتشار دی اکسید کربن ایالات متحده را تشکیل می دهد.

Sudhalkar مدیر پروژه متا می گوید، محققان Urbana-Champaign پنج فرمول از فرمول های تولید شده توسط هوش مصنوعی را برای آزمایش در آزمایشگاه بر اساس معیارهای پایداری از جمله انتشار کربن، مصرف آب و پتانسیل اسیدی شدن انتخاب کردند. سپس Ozinga، تامین‌کننده بتن متا برای پروژه مرکز داده DeKalb، Ill، طرح اختلاط بتن متعددی را آزمایش و اصلاح کرد و تنظیمات را بر اساس در دسترس بودن مواد محلی و نیازهای مربوط به هوای سرد مورد انتظار در شمال ایلینوی انجام داد و در نهایت به طرح اختلاط بتنی رسید که 57 درصد سیمان را با ترکیبی از خاکستر بادی و سرباره جایگزین کرد.

به گفته Sudhalkar، متا این طرح اختلاط بتن را اختصاصی نمی‌داند و فرمول دقیق آن را در یک مقاله تحقیقاتی در آینده منتشر خواهد کرد. 

آزمایش در دنیای واقعی

مرکز داده 800 میلیون دلاری DeKalb در حال حاضر در حال ساخت است و متا در 27 آوریل اعلام کرد که آن را فراتر از برنامه های اولیه گسترش می دهد، بیش از دو برابر متراژ و افزایش پروژه از دو ساختمان به 5 ساختمان.

Ozinga برای آزمایش این ترکیب، حدود 640 متر مکعب از آن را برای دال دو طبقه در سایت پروژه DeKalb، برای یک دفتر موقت مدیریت پروژه و همچنین برای یک اتاقک نگهبانی، قرار داد: «ما می‌توانیم به استفاده از داده‌های میدانی ادامه دهیم، آن‌ها را از طریق مدل هوش مصنوعی اصلاح کنیم تا به کاهش انتشار کربن ادامه دهیم.».

سودالکار می گوید هدف متا بتن 4000 psi را بعد از 28 روز است و برای سرعت بخشیدن به ساخت و ساز، هدف مقاومت 5 روزه psi 3000 است. با این حال، طرح اختلاط بتن آزمایشی تنها 2650 psi در پنج روز به دست آورد، بنابراین تیم بعدی بر روی بهینه‌سازی ترکیب خود برای افزایش قدرت اولیه تمرکز خواهد کرد، احتمالاً با افزودن مخلوط‌های غیرکلریدی برای کمک به تسریع عمل آوری. او می افزاید که ترکیب مورد استفاده در این پروژه در واقع در آب و هوای گرم بهتر عمل می‌کند. 

سودالکار می‌گوید برای در نظر گرفتن شرایط جغرافیایی و در دسترس بودن مواد طرح اختلاط بتن، متا در حال بررسی جایگزین‌های سیمان مانند شیشه آسیاب شده و همچنین استفاده از سنگدانه‌های بازیافتی به عنوان راه دیگری برای کاهش انتشار کربن است. متا چندین پروژه آزمایشی برای آزمایش انواع دیگر بتن کم کربن در دست اجرا دارد، از جمله مراکز داده آن در تنسی و نبراسکا.

منبع:

https://www.enr.com/articles/54024-meta-tests-ai-developed-lower-carbon-concrete-on-data-center-project