L'IA pour la fabrication de produits en béton : optimisation des formules et prédiction de résistance

La fabrication de produits en béton, y compris les éléments préfabriqués, la maçonnerie en béton, les tuyaux et les produits de pavage, dépend d'une bonne formulation. Les proportions de ciment, granulats, eau et adjuvants déterminent la résistance, l'ouvrabilité, la durabilité et l'apparence du produit fini. Le défi est que ces propriétés sont affectées par la variabilité des granulats, les différences de lots de ciment, les conditions ambiantes et les méthodes de production.

L'IA aide en optimisant les formules pour plusieurs objectifs simultanément et en prédisant la résistance réelle du produit à partir des données à jeune âge et des conditions de production.

Optimisation de la formule

La formulation traditionnelle utilise des méthodes établies pour calculer les proportions sur la base des exigences cibles de résistance et d'ouvrabilité. La formule est ensuite testée, ajustée et finalement qualifiée. Ce processus fonctionne mais tend à produire des formules conservatrices qui utilisent plus de ciment que nécessaire parce que la formule doit tenir compte de la variabilité des matériaux dans le pire des cas.

L'optimisation IA des formules considère les propriétés réelles des matériaux disponibles, pas seulement les plages de spécifications. Si l'expédition actuelle de granulats a une granulométrie ou une absorption légèrement différentes de l'expédition précédente, l'IA ajuste les proportions de la formule pour maintenir la performance avec les matériaux réels. Si le ciment du lot actuel a une résistance précoce plus élevée que la normale, l'IA peut réduire la teneur en ciment tout en respectant l'exigence de résistance.

Cette optimisation réduit l'utilisation de ciment, ce qui constitue à la fois une économie de coût et un bénéfice environnemental puisque la production de ciment est une source significative d'émissions de CO2.

Prédiction de résistance

La résistance du béton est typiquement vérifiée en testant des cylindres ou cubes 28 jours après le coulage. Cela signifie que vous ne savez pas si le béton respecte la spécification de résistance avant près d'un mois après la production. S'il y a un problème, un mois de production peut être affecté.

Les modèles IA de prédiction de résistance estiment la résistance à 28 jours à partir de données plus précoces : résultats de tests à 1 jour, 3 jours ou 7 jours combinés aux proportions de la formule, conditions de production et environnement de cure. L'IA apprend la relation entre la résistance à jeune âge et la résistance à âge mûr pour chaque formule spécifique, en s'ajustant aux facteurs qui affectent la courbe de gain de résistance.

Cette prédiction précoce permet une identification plus rapide des problèmes potentiels de résistance. Si les résultats à 3 jours prédisent que la résistance à 28 jours sera marginale, le fabricant peut enquêter et corriger le problème avant de produire plus de produit avec le même problème.

Lien avec le procédé

L'IA relie également les conditions de production à la qualité du produit. Le béton qui a été mélangé plus longtemps, traité à une température différente ou compacté avec une énergie de vibration différente développera une résistance différente à partir de la même formule. L'IA suit ces variables de production et les inclut dans ses prédictions de résistance et la surveillance qualité.

Pour en savoir plus sur l'IA dans la fabrication de matériaux de construction, visitez la page d'analyse manufacturière FirmAdapt.