بهينه سازي متغيرهاي توليد فراورده هاي مركب الياف طبيعي- سيمان به روش سطح پاسخ

Optimization of production variables of natural fibers- cement composites by response surface methodology (RSM

اين تحقيق باهدف بررسي توليد فرآورده مركب الياف طبيعي- سيمان با استفاده از صنوبر، كاه گندم و سه نوع ماده افزودني انجام شده است. در اين تحقيق براي توليد كامپوزيت از كاه گندم (0، 15 و 30)، الياف صنوبر (70، 85 و 100)، درصد استفاده از مواد افزودني (3 سطح) و سه نوع ماده افزودني (كلريد كلسيم، كلريد منيزيم و هيدروكسيد كلسيم) استفاده گرديد. پس از تهيه نمونه هاي آزموني، مقاومت فشاري طي مدت زماني (1، 3، 7 و 28 روز)، واكشيدگي ضخامت (TS)، مدول گسيختگي (MOR) و چسبندگي داخلي (IB) مورد ارزيابي قرار گرفت. به منظور بهينه سازي خواص كامپوزيت ها، معادله مدل رياضي (مدل رگرسيون چند متغيره درجه دو) توسط روش سطح پاسخ ارزيابي گرديد. بيشترين ميزان مقاومت فشاري (32/5 مگا پاسكال) و كمترين آن (7/1 مگا پاسكال) 28 روزه به ترتيب مربوط به نمونه هاي داراي 7 درصد هيدروكسيد كلسيم و 3 درصد كلريد منيزيم مي باشد. همچنين كامپوزيت هاي داراي 30% كاه گندم و 70% الياف صنوبر با ميزان 3 درصد كلريد كلسيم نسبت به ساير نمونه ها داراي مدول گسيختگي بيشتري مي باشند. به طوركلي، نتايج حاكي از آن است كه ماده افزودني كلريد كلسيم با ميزان 5% و مقدار متوسط نسبت 15% كاه به 85% الياف صنوبر به عنوان مقادير بهينه جهت حصول مقادير قابل قبول چسبندگي داخلي و مدول گسيختگي مي باشد. مدل ارايه شده توسط روش سطح پاسخ با توجه به معني داري آن در طي آناليز آماري، برآورد مناسب و معني داري براي تعيين نقطه مناسب كاربرد متغيرهاي مورداستفاده را فراهم كرده است.

The objective of thisstudy was to investigate the production of natural-cement composite fiber usingpoplar, wheat straw and three types of additives. In this study, variables inmaking the boards were: usage percent of wheat straw (0, 15 and 30%) and fibersof poplar (70, 85 and 100%), and levels and types of additives (three levelsand three types of additives, i.e. calcium chloride, magnesium chloride andcalcium hydroxide, respectively). After producing test specimens, compressivestrength (1, 3, 7 and 28 days), thickness swelling (TS), the modulus of rupture(MOR), and internal bond (IB), were evaluated. The highest and the lowestcompressive strength (32.5 and 7.1 MPa) after 28 days were respectively forsamples containing 7% calcium hydroxide and 3% magnesium chloride. Also, theboards with 30 percent wheat straw and 70 percent poplar wood fiber with theamount of 3% calcium chloride had a higher MOR compared to other boards. Ingeneral, the results suggest that calcium chloride additives with amount of 5%and the average value of 15% straw to 85% poplar is the appropriate amount forachieving acceptable values of IB and MOR. Due to its significance in thestatistical analysis, the model presented by Response Surface Methodologyprovided a suitable and significant estimate to determine the application ofthe variables.