بهینه‌سازی خصوصیات ضربه‌ای بتن‌های ژئوپلیمری الیافی مبتنی بر پسماندهای کشاورزی با استفاده از روش تاگوچی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل، ایران

3 دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

doi
10.22065/jsce.2024.386806.3048
چکیده

این تحقیق با استفاده از روش تاگوچی به بهینه‌سازی خصوصیات ضربه‌ای بتن‌های ژئوپلیمری مبتنی بر پسماندهای کشاورزی تحت اثر ضربه وزنه افتان تکرار شونده مطابق با روش پیشنهادی ACI C544 پرداخت. در ساخت بتن‌های ژئوپلیمری از خاکستر پوسته برنج بعنوان چسب و از ساقه ذرت بعنوان سنگدانه استفاده گردید. همچنین، مخلوط‌ها با استفاده از سه نوع الیاف گیاهی شامل کاه گندم، کاه جو و باگاس مسلح شدند. در این تحقیق، عامل‌های غلظت محلول سدیم هیدروکسید، نسبت جرمی سدیم سیلیکات به سدیم هیدروکسید، نسبت جرمی فعال کننده‌ی قلیایی به چسب، نسبت جرمی سنگدانه به چسب، نوع الیاف و مقدار الیاف هرکدام در 3 سطح مختلف و روش عمل‌آوری در 2 سطح مختلف بعنوان ورودی‌های تحلیل تاگوچی در نظر گرفته شدند. با توجه به تعداد و سطوح عامل‌های در نظر گرفته شده، 18 طرح اختلاط بر اساس آرایه متعامد L_18 (6^3×1^2) پیشنهادی توسط تاگوچی در ساخت نمونه‌ها بکار رفت. همچنین، با استفاده تحلیل نسبت سیگنال به نویز به تعیین سطوح بهینه عامل‌ها و با استفاده از روش دلتا به تعیین درصد مشارکت هر عامل در نتایج آزمایش‌ها پرداخته شد. علاوه بر این، با ساخت و آزمایش طرح‌های اختلاط بهینه پیشنهادی توسط روش تاگوچی به اعتبارسنجی تجربی این روش پرداخته شد. بر اساس نتایج آزمایشگاهی، عامل درصد الیاف با مشارکت 4/55 درصدی در مقاومت اولین ترک و 9/63 درصدی در مقاومت نهایی، با سطح بهینه 8 درصد بعنوان تاثیرگذارترین عامل شناخته شد. از طرفی، اختلاف بین پیش‌بینی‌های روش تاگوچی و نتایج تجربی بدست آمده برای خصوصیات ضربه‌ای کمتر از 10 درصد بدست آمد که نشان دهنده‌ی اعتبار روش تاگوچی در این زمینه می‌باشد. در نهایت، با انجام تحلیل آماری بر روی نتایج آزمایش مقاومت ضربه‌ای، توزیع دو پارامتری Weibull بعنوان یک توزیع آماری مناسب به منظور تجزیه و تحلیل مقاومت ضربه‌ای بتن‌های ژئوپلیمری مبتنی بر پسماندهای کشاورزی شناخته شد.