15518

بهينه سازي پايداري بتن حاوي مواد مكمل سيماني

1403

دكترسيد سجاد ميرولد

صنعت سيمان به عنوان يكي از منابع اصلي انتشار دي اكسيد كربن، نيازمند گذار فوري به سمت مواد مكمل سيماني پايدار است. در شرايطي كه منابع سنتي نظير خاكستر بادي با محدوديت عرضه مواجه‌اند، رويكرد صنعت به سمت بهره‌گيري از ذخاير بومي و در دسترس، نظير «پوميس»، معطوف شده است. با اين حال، بررسي ادبيات فني آشكار مي‌سازد كه طراحي مخلوط‌هاي حاوي مواد مكمل سيماني، فرآيندي ساده نيست و با چالش‌هاي مهندسي چندوجهي در ايجاد تعادل ميان پارامترهاي مكانيكي، اقتصادي و زيست‌محيطي همراه است. بررسي‌هاي انجام‌شده بر روي بتن‌هاي اصلاح‌شده با پوزولان نشان مي‌دهد كه اگرچه جايگزيني سيمان مي‌تواند مقاومت فشاري را در سطح مطلوب حفظ كند، اما اغلب منجر به نوعي موازنه منفي در «مدول الاستيسيته» (سختي) مي‌گردد كه نيازمند تدابير طراحي دقيق است. علاوه بر اين، تحليل رفتار مكانيكي پوميس در پژوهش‌هاي آزمايشگاهي، حاكي از يك «رفتار سهمي‌وار» غيرخطي است؛ بدين معنا كه عملكرد ماده تا يك نقطه بهينه خاص (اغلب در محدوده 10 تا 12 درصد جايگزيني) صعودي بوده و پس از آن، اثرات رقيق‌شدگي بر واكنش پوزولاني غلبه كرده و منجر به افت خواص مي‌گردد. همچنين، مطالعات صورت‌گرفته بر روي سيستم‌هاي «سيمان-خاك رس كلسينه» (LC3) و سيستم‌هاي سه‌جزئي، اثربخشي استفاده از مكمل‌هاي اصلاح‌گر را براي جبران ضعف‌هاي اوليه پوميس تأييد مي‌كنند. به منظور حل پيچيدگي‌هاي ذكرشده و خروج از روش‌هاي آزمون و خطاي سنتي، اين سمينار يك رويكرد محاسباتي نوين را پيشنهاد مي‌دهد. بررسي متون علمي كارايي يك «چارچوب هيبريدي» را اثبات مي‌كند كه پيش‌تر بر روي مصالحي نظير زئوليت موفق بوده است. در اين روش، ابتدا از الگوريتم‌هاي «يادگيري ماشين» (ML) براي مدل‌سازي دقيق روابط غيرخطي مخلوط استفاده مي‌شود و سپس اين مدل به عنوان تابع هدف در يك «الگوريتم ژنتيك» (مانند NSGA-II) قرار مي‌گيرد تا جبهه پارتو بهينه استخراج گردد. شكاف پژوهشي كليدي شناسايي‌شده در اين سمينار آن است كه عليرغم اثبات توانمندي اين متدولوژي هوشمند، تاكنون اين چارچوب براي بهينه‌سازي همزمان سه هدف «مقاومت مكانيكي»، «هزينه اقتصادي» و «پتانسيل گرمايش جهاني» (GWP) به‌طور اختصاصي براي بتن پوميس توسعه نيافته است. بر اين اساس، نقشه راه پژوهشي اين سمينار بر دو محور استوار است: نخست، توسعه و كاليبراسيون مدل‌هاي محاسباتي براي بتن پوميس و دوم، اعتبارسنجي آزمايشگاهي نتايج بهينه جهت تضمين دوام بلندمدت.

11/19/2025 12:00:00 AM

88799

1404/09/19

Optimization of Sustainability of Concrete Containing Supplementary Cementitious Materials

مواد مكمل سيماني , بهينه‌سازي چندهدفه , يادگيري ماشين , الگوريتم , بتن پايدار

Supplementary Cementitious Materials , Multi-Objective Optimization , Machine Learning , Algorithm , Sustainable Concrete