توسعۀ یک روش تحلیلی برای بهینه‌سازی طرح اختلاط بتن خود‌تراکم با مقاومت بالای حاوی خاکستر بادی

مهندسی عمران فردوسی

مقاله 7، دوره 31، شماره 2 - شماره پیاپی 22، اردیبهشت 1397، صفحه 103-114   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/civil.v31i2.57793

نویسندگان

حسین احمدوند^{* 1}؛ علیرضا حبیبی²

¹دانشگاه کردستان

²دانشگاه شاهد

چکیده

بتن خودتراکم از بتن‌های نوین پر‌کاربرد در دو دهه اخیر می‌باشد. هدف از پژوهش حاضر، ارائه روشی جدید برای ارائه نسبتهای بهینه و مناسب مصالح مصرفی بتن خودتراکم می‌باشد، بطوریکه ضمن حداقل نمودن هزینه ساخت یک متر‌‌مکعب بتن، مقاومت فشاری حداکثر نیز حاصل گردد. روش پیشنهادی یک روش تحلیلی می‌باشد. در این روش با استفاده از مفاهیم بهینه‌سازی نظیر تابع لاگرانژین و شرایط کان – تاکر و معرفی رابطه خاصی برای مقاومت فشاری بتن، بدون نیاز به محاسبات رایانه‌ای و براساس یک روش کاملا تحلیلی نسبتهای بهینه‌ای برای طرح اختلاط بتن ارائه می‌گردد. روش پیشنهادی یک روش عمومی می‌باشد و برای انواع بتن کاربرد دارد، ولیکن به منظور معرفی آن، برای بتن خودتراکم با مقاومت بالای حاوی خاکستر بادی مورد استفاده قرار گرفته است. بدین منظور در ابتدا مدل بهینه‌‌سازی طرح اختلاط بتن که تاثیر نتایج آزمایشگاهی در آن لحاظ گردیده است توسعه داده می‌شود. سپس با استفاده از یک آلگوریتم بهینه‌سازی تحلیلی، طرح اختلاط بهینه بتن با مقاومت مورد نظر بدست می‌آید. نتیجه بهینه‌سازی مشخص نمود که با استفاده از روش پیشنهادی می‌توان نسبتهای بهینه‌ای برای طرح اختلاط بتن‌های خودتراکم با مقاومت‌ بالا ارائه نمود به نحوی که با حداقل مقادیر آب و مواد سیمانی تولید گردیده و هزینه تولید بتن نیز کمترین مقدار را داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

طرح اختلاط؛ بتن خودتراکم؛ بهینه‌سازی، هزینه؛ مقاومت فشاری

سایر فایل های مرتبط با مقاله

7-akbarvand-Edited.pdf

مراجع

1. Okamura, H. and Ozawa, K., "Mix Design for Self-Compacting Concrete", Concrete Library of JSCE No. 25, pp. 107–120, (1995).

2. Su, N, Hsu, K. and Chai, H. W., "A Simple Mix Design Method for Self-compacting Concrete", Cement and Concrete research, Vol. 31, No. 12, pp. 1799–1807, (2001).

3. Ghezal, A. and Khayat, K. H., "Optimizing Self-consolidating Concrete with Limestone Filler by using Statistical Factorial Design Methods", Materials Journal, Vol. 99, No. 3, pp. 264–272, (2002).

4. Okamura, H. and Ouchi, M., "Self-compacting Concrete", Journal of Advanced Concrete Technology, Vol. 1, No. 1, pp. 5–15, (2003).

5. EN., "The European Guidelines for Self-compacting Concrete Specification, Production and Use", European Federation for Specialist Construction Chemicals and Concrete Systems, (2005).

6. Demone, P.L., "Self-compacting Concrete: An Analysis of 11 years of Case Studies", Cement and Concrete Composites, Vol. 28, No. 2, pp. 197–208, (2006).

7. ACI Committee-237., "Self-consolidating Concrete", American Concrete Institute, (2007).

8. ICAR Institute., "Aggregate in Self-consolidating Concrete", Research Report, 108-2f, March, (2007).

9. Bhattacharya, A., Ray, I. and Davalos, J. F., "Effects of Aggregate Grading and Admixture/Filler on Self-consolidating Concrete", Open Construction and Building Technology Journal, Vol. 2, pp. 89–95, (2008).

10. Aggarwal, P., Siddique, R., Aggarwal , Y. and Gupta, S. M., "Self-compacting Concrete-procedure for Mix Design", Leonardo Electronic Journal of Practices and Technologies, Vol. 7, No. 12, pp. 15–24, (2008).

11. Ozbay, E., Oztas, A., Baykasoglu, A. and Ozbebek, H., "Investigating Mix Proportions of High Strength Self Compacting Concrete by using Taguchi Method", Construction and Building Materials, Vol. 23, pp. 694–702, (2009).

12. Murali, T. M. and Kandasamy, S., "Mix Proportioning of High Performance Self-Compacting Concrete using Response Surface Methodology", The Open Civil Engineering Journal, Vol. 3, pp. 93–97, (2009).

13. Shen, J., Yurtdas, I. and Diagana, M., "Contribution to Mix Design Method of Self-compacting Concrete (SCCS): Case of Pre-cast Industry", in Proceeding, SCC 2010 Conference, pp. 76–85, (2010).

14. Kheder, G. F. and Al Jadiri, R. S., “New Method for Proportioning Self-Consolidating Concrete Based on Compressive Strength Requirements”, ACI Materials Journal, Vol. 107, No. 5, pp. 490–497, (2010).

15. Türkel, S. and Kandemir, A., "Fresh and Hardened Properties of SCC Made with Different Aggregate and Mineral Admixtures", Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 22, No. 10, pp. 1025–1032, (2010).

16. Uysal, M. and Sumer, M., "Performance of Self-compacting Concrete Containing Different Mineral Admixtures", Construction and Building Materials, Vol. 25, No. 11, pp. 4112–4120, (2011).

17. Uysal, M. and Yilmaz, K., "Effect of Mineral Admixtures on Properties of Self-compacting Concrete", Cement and Concrete Composites, Vol. 33, No. 7, pp. 771–776, (2011).

18 Bakhtiyari, S., Allahverdi, A., Rais-Ghasemi, M., Ramezanianpour, A. A., Parhizkar, T. and Zarrabi, B. A., "Mix Design, Compressive Strength and Resistance to Elevated Temperature (500 C) of Self-compacting Concretes Containing Limestone and Quartz fillers", International Journal of Civil Engineering, Vol. 9, No. 3, pp. 215–222, (2011).

19. Al Sarraf, S. Z., Hamoodi, M. J. and Ihsan, M. A., "High Strength Self-compacted Concrete Mix Design", International Journal of Civil Engineering, Vol. 2, No. 4, pp. 83–92, (2013).

20. Dubey, R. and Kumar, P., "An Empirical Approach to Design Optimized Self-Compacting Concrete Mixes", Advances in Civil Engineering Materials, Vol. 3, No. 2, pp. 76–103, (2014).

21. Shi, C., Wu, Z., Lv, K. X. and Wu, L., "A Review on Mixture Design Methods for Self-compacting Concrete", Construction and Building Materials, Vol. 84, pp. 387–398, (2015).

22. “مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، طرح و اجرای ساختمانهای بتن آرمه.” وزارت راه و شهرسازی، دفتر مقررات ملی ساختمان، ویرایش چهارم, (1392).

23. EFNARC., "Specification Guidelines for Self-compacting Concrete", European Federation of Producers and Contractors of Specialist Products for Structures, (2001).

24. Okamura, H., Ozawa, K. and Ouchi, M., "Self-compacting Concrete", Structural Concrete Journal, Vol. 1, No. 1, pp. 3–17, (2000).

25. Arora, J. S., "Introduction to Optimum Design", New York: McGraw-Hill, (1989).