بهینه‌سازی عوامل مؤثر بر مقاومت فشاری و خمشی ملات سیمان در مجاورت محلول سدیم کلرید با استفاده از روش سطح پاسخ

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیارگروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

2 دانشجوی کارشناسی مهندسی عمران دانشگاه حکیم سبزواری، ایران

3 کارشناس ارشد امور آب وزارت نیرو

چکیده

مقاومت فشاری و خمشی ملات از مهم‌ترین خواص مکانیکی بتن است و در طرح اختلاط ملات نسبت آب به سیمان، سنگدانه به سیمان و نوع رده مقاومتی سیمان از پارامترهای تعیین‌کننده این خواص است. امروزه علم بهینه سازی در فنّاوری بتن و طرح اختلاط آن نقش مهمی دارد و یکی از روش های آماری که اخیراً به‌منظور بهینه سازی موردتوجه محققین قرارگرفته است روش سطح پاسخ (RSM) است که در این مقاله برای دستیابی به طرح اختلاط بهینه و بررسی عوامل مؤثر بر خواص کیفیت ملات، از این روش استفاده‌شده است. در این راستا، 12 طرح موردبررسی قرارگرفته‌اند و نمونه‌ها در مجاورت محلول‌های حاوی 0 تا 5 درصد سدیم کلرید قرارگرفته‌اند. نتایج نشان‌دهنده امکان به‌کارگیری این روش در بهبود مداوم طرح اختلاط بتن است که می‌تواند به‌عنوان ابزاری مناسب در واحدهای تولید بتن و واحدهای تولید قطعات پیش‌ساخته بتنی مورداستفاده قرار گیرد. بررسی نتایج بهینه‌سازی با روش سطح پاسخ برای مقاومت فشاری و خمشی نشان می‌دهند که طرح اختلاط بهینه برای دستیابی به بیشینه مقاومت فشاری و خمشی نمونه‌ها، طرحی می باشد که در آن درصد کلر استفاده‌شده در آب برای عمل آوری به میزان 5 درصد، رده مقاومتی سیمان مقدار بالاتر می‌باشد که مقدار آن در این مقاله 42.5 مگاپاسکال است و نسبت سنگدانه به سیمان در مقدار بیشتر و نسبت آب به سیمان حداقل مقدار است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimization effective factors on compressive and flexural strength of mortars using Response Surface Method

نویسندگان [English]

  • Hamid Eskandari-Naddaf 1
  • Roshanak Khosrojerdi 2
  • Rana Koshki 3
1 Associate Prof, Civil Engineering Department, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran
2 B Tech Student at Hakim Sabzevari University, Iran
3 Ministry of Power
چکیده [English]

Compressive strength and flexural properties of the cement mortar, and Water-cement ratio in the mix design, the ratio of aggregates to cement and cement strength class are the main parameters determining the properties of cement mortar. The optimization of the concrete mix design technology plays an important role, recently statistical method that has been considered by researchers to optimize the response surface methodology (RSM). In this article to achieve an optimal mix of factors affecting the quality of the mortar properties of this method has been used. In this regard, 12 mix design has been evaluated. The samples in the vicinity of solutions containing 0, 5 and 10% sodium chloride are located. The result of the paper represents the possibility of using this method is the continuous improvement of concrete mix design. Which can serve as a useful tool in concrete production units and production units used prefabricated concrete. Search optimization results with response surface method for compressive strength and flexural show that optimal mix design to achieve maximum compressive and flexural strength a mix design which the percentage of chlorine used at a rate of 5%, cement strength class is highest (42.5 MPa) and water to cement ratio is the minimum amount.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Response surface methodology (RSM)
  • Sodium chloride
  • optimized mix design of concrete
  • Compressive strength
  • Flexural Strength
[1]Mundra, P., K. Desai, and S. Lele, Application of response surface methodology to cell immobilization for the production of palatinose. Bioresource Technology, 2007. 98(15): p. 2892-2896.
[2]Verran, G., R. Mendes, and L. Dalla Valentina, DOE applied to optimization of aluminum alloy die castings. Journal of materials processing technology, 2008. 200(1): p. 120-125.
[3]El-Dieb, A.S., Mechanical, durability and microstructural characteristics of ultra-high-strength self-compacting concrete incorporating steel fibers. Materials & Design, 2009. 30(10): p. 4286-4292.
[4]Shi, X., et al., Durability of steel reinforced concrete in chloride environments: An overview. Construction and Building Materials, 2012. 30: p. 125-138.
[5]Farahani, A., H. Taghaddos, and M. Shekarchi, Prediction of long-term chloride diffusion in silica fume concrete in a marine environment. Cement and Concrete Composites, 2015. 59: p. 10-17.
[6]Basheer, L., J. Kropp, and D.J. Cleland, Assessment of the durability of concrete from its permeation properties: a review. Construction and building materials, 2001. 15(2): p. 93-103.
[7]Eskandari, H., A.M. Nic, and A. Ghanei, Effect of Air Entraining Admixture on Corrosion of Reinforced Concrete. Procedia Engineering, 2016. 150: p. 2178-2184.
[8]Abrams, D.A. Tests of impure waters for mixing concrete. in Journal Proceedings. 1924.
[9]Narver, D., Good concrete made with coral and water. Civil Engineering, 1964. 24: p. 654-658.
[10]Griffin, D.F. and R.L. Henry, The effect of salt in concrete on compressive strength, water vapor transmission, and corrosion of reinforcing steel. 1962, NAVAL CIVIL ENGINEERING LAB PORT HUENEME CA.
[11]Praveen, K. and R. Krishna, Strength and workability of cement mortar with manufactured sand. International Journal of Research in Engineering and Technology, 2015. 4: p. 186-89.
[12]Feret, R., Essais de divers sables et mortiers hydrauliques. Ann. Ponts Chauss. Mémoires et Documents, 1896. 7: p. 174-197.
[13]Rao, G.A., Generalization of Abrams' law for cement mortars. Cement and Concrete Research, 2001. 31(3): p. 495-502.
[14]Haach, V.G., G. Vasconcelos, and P.B. Lourenço, Influence of aggregates grading and water/cement ratio in workability and hardened properties of mortars. Construction and Building Materials, 2011. 25(6): p. 2980-2987.
[15]De Schutter, G. and A.-M. Poppe, Quantification of the water demand of sand in mortar. Construction and Building Materials, 2004. 18(7): p. 517-521.
[16]Razak, H.A., H. Chai, and H. Wong, Near surface characteristics of concrete containing supplementary cementing materials. Cement and Concrete Composites, 2004. 26(7): p. 883-889.
[17]Kolias, S. and C. Georgiou, The effect of paste volume and of water content on the strength and water absorption of concrete. Cement and Concrete Composites, 2005. 27(2): p. 211-216.
[18]Kostić, S., N. Vasović, and D. Sunarić, A new approach to grid search method in slope stability analysis using Box–Behnken statistical design. Applied Mathematics and Computation, 2015. 256: p. 425-437.