بررسی آزمایشگاهی و عددی خصوصیات رئولوژیکی و مکانیکی بتن‌های خودتراکم حاوی الیاف فولادی و PET با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز ایران

2 گروه عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز

چکیده

در شاخصه­های مدرن طراحی بتن براساس نیازهای روزمره استفاده از مصالح بازیافتی یک اصل مهم و اساسی است. بدین جهت در تحقیق حاضر PET (Polyethylene Terephthalate) جایگزین ریزدانه در بتن خودتراکم شده است. هدف از مطالعه حاضر تولید و بهینه­سازی مشخصات مکانیکی و رئولوژیکی بتن­های خودتراکم سازگار با محیط زیست است. متغیرهای ورودی در مخلوط­ها، شامل PET به عنوان جایگزین درصدی از ریزدانه­ها، الیاف فولادی، پودرسنگ به عنوان جایگزین درصدی از وزن سیمان و روان­کننده به صورت، درصدی از وزن مواد پودری می­باشد. پاسخ­های مورد مطالعه جریان اسلامپ، نسبت جعبه L (H2/H1)، مقاومت فشاری و مقاومت کششی     می­باشد. طرح­های اختلاط با استفاده از روش معکب مرکزی CCD (Central Composite Design) که یکی از روش­های سطح پاسخ RSM (Response Surface Methodology) می­باشد طراحی و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می­دهد که با افزایش PET  مشخصات روانی و مکانیکی مخلوط­ها کاهش می­یابد در حالی که الیاف به طور موثری کاهش مقاومت­ها را بهبود می­بخشد. با استفاده از مدل­های ریاضی ارائه شده توسط ANOVA             بهینه­سازی­های چند هدفه به منظور ماکزیمم سازی مقاومت فشاری توسط روش RSM صورت گرفته و یک طرح اختلاط بهینه براساس نتایج آزمایشگاهی پیشنهاد شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental and numerical evaluation of rheological and mechanical properties of self-compacting concretes containing steel fibers and PET using response surface method (RSM)

نویسندگان [English]

  • hamed basser 1
  • Taleb Moradi Shaghaghi 2
  • hasan afshin
  • saleh ahari
  • saeed mirrezaei 1
1 Department of Civil Engineering, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
2 Faculty of Civil Engineering,Tabriz Branch, Islamic Azad University
چکیده [English]

In the modern characteristics of concrete design based on daily needs, the use of recycled materials is an important and basic principle. Therefore, in the present study, PET (Polyethylene Terephthalate) has been substituted for fine aggregates in self-compacting concrete. The aim of this study is to produce and optimize the mechanical and rheological properties of environmentally friendly self-compacting concretes. Input variables in the mixtures include (PET) as a substitute for a percentage of fine aggregates, steel fibers, powder stone as a substitute for a percentage of cement weight, and lubricant as a percentage of powder material weight. The studied responses are slump flow, L-box ratio (H2 / H1), compressive and tensile strengths. Mixing schemes were designed and studied using the Central Composite Design (CCD) method, which is one of the RSM (Response Surface Methodology) methods. The results demonstrated that with increasing PET, the rheological and mechanical properties of the mixtures decreased while the fibers effectively improved the reduction of strengths. Applying mathematical models provided by ANOVA, multi-objective optimizations were performed to maximize compressive strength by the RSM method and an optimal mixing scheme based on experimental results was proposed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • self-compacting concrete
  • PET
  • Steel fibers
  • RSM
  • Rheological and mechanical properties