تأثیر خاکستر باگاس و الیاف پلی‌پروپیلن بر عملکرد مکانیکی بتن و پیش‌بینی آن با یادگیری ماشین

مهندسی عمران فردوسی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 27 اردیبهشت 1404   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jfcei.2025.92575.1351

نویسندگان

دانیال نصر^{* 1}؛ رضوان باباگلی²؛ نادر دهاقین³

¹استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد اصفهان(خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، ایران

²گروه مهندسی عمران، دانشگاه علم و فناوری مازندران، بهشهر، ایران

³گروه مهندسی عمران، واحد اصفهان(خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، ایران

چکیده

در این پژوهش از الیاف پلی‌پروپیلن با مقادیر (0، 1، 3 و 5 درصد) و خاکستر باگاس با مقادیر (0، 10، 20، 30، 40 و 50 درصد) جایگزین سیمان و از فوق روان کننده به میزان 5/2 درصد مواد سیمانی استفاده شد. همچنین مقاومت و دوام بتن حاوی افزودنی های فوق در سنین 28 و 90 روزه مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، این پژوهش به بررسی کاربرد مدل‌های یادگیری ماشین، شامل CatBoost، LightGBM، و یک مدل ترکیبی Ensemble، برای پیش‌بینی مقاومت فشاری و خمشی بتن مسلح به الیاف و باگاس اختصاص دارد. نتایج به دست آمده نشان داد که در صورت استفاده از الیاف پلی پروپیلن و خاکستر باگاس در بتن به صورت هم زمان، طرح (CP3B20) یعنی افزودن 3 درصد الیاف پلی پروپیلن و 20 درصد خاکستر باگاس می تواند بهترین عملکرد را از لحاظ مقاومت فشاری به میزان 7/41 مگاپاسکال در برابر مقاومت فشاری طرح شاهد به میزان 32 مگاپاسکال، مقاومت خمشی به میزان 9/14 مگاپاسکال در برابر مقاومت خمشی طرح شاهد به میزان 5 مگاپاسکال، جذب آب به میزان 9/0 درصد در برابر جذب آب طرح شاهد به میزان 5 درصد و نفوذپذیری به میزان 320 کلومب در برابر نفوذپذیری طرح شاهد به میزان 3149 کلومب، در میان طرح های مورد آزمایش داشته باشد. نتایج نشان داد که مدل Ensemble با R² معادل 0.85-0.90 برای مقاومت فشاری و 0.92 برای مقاومت خمشی، و RMSE به ترتیب 1.50-2.00 MPa و 0.65-1.10 MPa، دقت قابل‌توجهی ارائه می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

ملات؛ ژل میکروسیلیس؛ پودر سرامیک ضایعاتی؛ مقاومت مکانیکی؛ دوام بتن

مراجع