استفاده از روش تاگوچي در بهينه‌سازي مقاومت فشاري بتن خودتراكم سبك سازه-اي حاوي نانوسيليس

Using Taguchi method in optimizing the compressive strength of self-compacting lightweight structural concrete containing Nano-silica

يكي از اهداف توسعه تكنولوژي بتن، طراحي بتن سبك با مشخصات مكانيكي مناسب سازه‌اي است، در حالت كلي، بتن سبك، مشخصات مكانيكي ضعيف‌تري نسبت به بتن متعارف و معمولي دارد، به‌همين منظور دراين پژوهش عوامل تاثيرگذار در مقاومت فشاري بتن خودتراكم سبك سازه‌اي حاوي نانوسيليس با استفاده از روش تاگوچي مورد بررسي قرار گرفته است. طبق داده‌هاي بدست آمده از روش تاگوچي در مجموع 9 طرح مخلوط با در نظر گرفتن اثرات محتواي كل، مورد بررسي قرار گرفت كه عبارت از نسبت آب به موادسيماني، نسبت نانوسيليس به موادسيماني، نسبت فوق‌روان‌كننده به موادسيماني و نسبت سنگدانه به كل وزن بتن مي‌باشد. نتايج نشان مي‌دهد كه بيشترين تاثير در مقاومت فشاري مربوط به تغيير نسبت آب به موادسيماني است؛ كه 56/5 درصد تاثير در نتايج مقاومت فشاري دارد. درجه دوم اهميت مربوط به نسبت نانوسيليس به موادسيماني با درصد تاثير 36/1 بوده و بعد از آن‌ها تاثير نسبت فوق‌روان‌كننده به موادسيماني و تاثير نسبت وزني سنگدانه به كل بتن به ترتيب 7 درصد در درجه سوم و 0/4 درصد در درجه چهارم اهميت قرار گرفت. درنهايت معيار كيفيت براي بتن سبك مدنظر قرار گرفت تا حالت بهينه براي رسيدن به بتن خودتراكم سبك سازه-اي حاوي نانوسيليس با نسبت آب به موادسيماني 0/35، درصد نانوسيليس به موادسيماني 4، درصد فوق‌روان‌كننده به موادسيماني 0/8 و نسبت سنگدانه به كل حجم بتن 0/49 بدست آمد.

Because of lightweight concrete has less mechanical properties than normal concrete, one of the objectives of engineering society is to design light weight concrete with a structural mechanical characteristic suitable for optimum resistance. Therefore, in this paper, using the Taguchi method to studied the parameters influencing of the compressive strength of Self-Compacting Light Weight Structural Concrete containing Nano-Silica. According to the Taguchi data, a total of 9 mixed designs were considered, taking into account the effects of the whole content, which included the ratio of water to cement materials, the ratio of Nano-silica to cement materials, the ratio of superplasticizer to cement materials, and the ratio of aggregate to total concrete weight. The results show that the maximum effect on the compressive strength is related to the change in water-to-cement ratio, which is about 56.5% of the impact on the pressure resistance. The percentage of Nano-silica to cement was 36.1. The third degree of impact on the compressive strength of the concrete is related to the effect of the superplasticizer ratio on the cement, which is about 7%, and finally the weight ratio of aggregates to the total concrete volume with an impact of about 0.4% in the fourth grade is important. Finally, the quality criterion was considered for lightweight concrete so that the optimal state for achieving Self-Compacting Light Weight Structural Concrete containing Nano-Silica with water to cement ratio was 0.35, the percentage of Nano-silica to cement was 4%, the superplasticizer percentage was 0.8%, the ratio of aggregate to total concrete volume was 0.48 obtained.