بررسی آزمایشگاهی و تحلیل عددی تأثیر نانوذرات اکسید روی بر نفوذپذیری بتن در کانال‌های هیدرولیکی

نویسندگان

1 دانشکده فنی و مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 دانشکده فنی و مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

doi
10.22060/ceej.2024.23012.8090
چکیده

بتن به عنوان یکی از مواد ساختمانی پرکاربرد در صنعت ساخت و ساز، در تأمین امنیت سازه‌ها به خصوص کانال‌های هیدرولیکی از نظر مقاومت در برابر نفوذ آب و مواد شیمیایی بسیار حائز اهمیت است. بر این اساس، در تحقیق حاضر برای اولین تأثیر نانوذرات اکسید روی بر روی نفوذپذیری بتن و همچنین مشخصه‌های مکانیکی آن به صورت تجربی و آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. با انجام تست‌های فشاری تک‌جهته و آزمایش دو نیم شدن استوانه، مقاومت فشاری و کششی بتن حاوی مقادیر 0%، 0.1%، 0.5%، 1.0% و 1.5% در سنین 7 و 28 روزه تعیین شده است. همچنین، نفوذپذیری و میزان جذب آب این نمونه‌ها نیز بررسی شده است. با توجه به نتایج تست‌های تجربی، مقاومت‌‌های مکانیکی بتن با افزایش نانوذرات تا 1.0% افزایش و به ازای مقادیر بیشتر کاهش می‌یابد. همچنین، در بهترین حالت به ازای 1/0 درصد میزان نانوذرات اکسید روی، نفوذپذیری نسبت به نمونه شاهد 97 درصد کاهش یافته است. علت این امر آن است که نانومواد با ایجاد ساختاری متراکم‌‌تر و کم تخلخل در مخلوط ملات و بتن باعث بهبود مقاومت‌‌های مکانیکی می‌‌شود. در نهایت، مدل‌های رفتاری با استفاده از برنامه‌نویسی الگوریتم ژنتیک برای توصیف ویژگی‌های رفتاری وابسته به زمان نمونه‌های بتن مخلوط شده با نانوذرات در حالت‌های مختلف فشاری و کششی در سنین مختلف توسعه یافت. لذا در این تحقیق سعی شده است با استفاده از شبکه‌‌های عصبی همراه با روش الگوریتم ژنتیک به پیش‌بینی طرح اختلاط بتن حاوی نانو ذرات پرداخته شود. هدف از این مدل‌سازی ضمن نشان دادن دقت شبکه‌های عصبی در پیش‌بینی مقاومت فشاری، کششی و نفوذپذیری بتن با درصدهای مختلف نانوذرات اکسید روی است.