تعيين درصد بهينه سنگدانه هاي درشت بتن بازيافتي مورد استفاده در محيط‌هاي خورنده براساس مدل كريجينگ

Determining Optimum Percent of Recycled Coarse Aggregates used in Corrosive Environment Based on Kriging Model

در اين مقاله، سنگدانه‌هاي درشت بتن پسماند پس از بازيافت بصورت سنگدانه‌هاي بازيافتي در مخلوط بتن براي بررسي تأثير استفاده از آنها روي خصوصيات دوام و مكانيكي بتن در يك محيط خورنده استفاده شده‌اند. به اين منظور پارامترهايي مانند جذب آب، تخلخل، مقاومت الكتريكي و مقاومت فشاري براي نمونه‌هاي ساخته شده در آزمايشگاه، اندازه‌گيري شده‌اند. در اين تحقيق مدل‌هاي تخمين پارامترهاي دوام و مكانيكي بتن با استفاده از روش مدل‌سازي كريجينگ بدست آمده‌اند و سپس اين مدل‌ها با استفاده از الگوريتم بهينه سازي حركت مولكول‌هاي گاز ايده‌آل به عنوان قيود مسأله بهينه سازي مورد ارزيابي قرار گرفته‌اند، و مقادير بهينه تابع هدف يعني ميزان حداكثر استفاده از سنگدانه‌هاي درشت بازيافتي و حداقل ميزان سيمان مصرفي براي دست‌يابي به يك بتن دوست‌دار محيط‌زيست بدست آمده‌اند. نتايج بهينه سازي نشان داده است در يك محيط با رطوبت 70 درصد، غلظت يون كلريد 3 درصد و دماي 23 و در دامنه سطح خورندگي بالا با بهينه سازي تك هدفه نقطه بهينه داراي 20/33 درصد سنگدانه درشت بازيافتي در نسبت آب به سيمان 0/40 است. همچنين در فرآيند بهينه سازي چند هدفه و در دامنه سطح خورندگي بالا براي يك محيط با رطوبت 70 درصد، غلظت يون كلريد 5 درصد و دما 23 نقطه طراحي با 18/34 درصد سنگدانه درشت بازيافتي در نسبت آب به سيمان 0/40 بدست آمده، كه نتايج مشابه آن در بهينه سازي تك هدفه مشاهده نشده است.

In this research, have been used of Kriging surrogate methods to obtain the mechanical and durability parameters’ estimation models and a very recent meta-heuristic optimization algorithm to obtain the optimum amount of recycled coarse aggregates and cement in the concrete mix to reach an environmentally friendly concrete. Results have shown that the optimum design point in a 70% humidity environment, 3% chloride ion concentration, and a temperature of 23 at high corrosion risk level has been reached at 20.33% and 0.40 of recycled coarse aggregate and water-cement ratio, respectively, in single-objective optimization. In addition to this, multi-objective optimization results have shown that in an environment with a 70% humidity environment, 5% chloride ion concentration, and a temperature of 23 the optimum design point has been obtained at 18.34%, 0.40 of recycled coarse aggregate, and water-cement ratio, respectively, that the same results hadn’t been observed in the single-objective optimization procedure.