کاربرد روش سریالی تاگوچی وRSM در پیش بینی و بهینه سازی چند هدفه طرح آزمایش و سطح پاسخ خواص مکانیکی بتن رنگی

حدود یک قرن است که از رنگ دانه ها برای رنگ آمیزی بتن و تولید بتن رنگی استفاده می شود. در مطالعه حاظر، باتوجه به اهمیت دست یافتن به مقدار بهینه طرح اختلاط به جهت رسیدن به مقاومت مطللوب و هزینه ساخت معقول، از روش سریالی تاگوچی و روش سطح پاسخ، که دو روش قدرتمند در بهینه سازی آزمایش و یافتن نقطه بهینه مطلوب در ساخت بتن هستند، استفاده شد. در این مطالعه از ماسه سیلیسی با افزودن نسبت های وزنی مختلف از ۵ تا ۱۰ درصد وزن سیمان از نوعی خاک زرد و قرمز رنگ بتن رنگی ساخته و موردسنجش قرار گرفت. بر این اساس طرح ساخت پیشنهادی توسط الگوریتم تاگوچی در چهار سطح و سه فاکتور (نسبت ماسه به سیمان، نسبت آب به سیمان و نسبت رنگدانه به سیمان) ایجاد شد. پس از ارزیابی مقاومت فشاری در سنین ۱، ۷، ۱۴, ۲۸ روزه در آزمایشگاه، نتایج حاصل شده با کمک تاگوچی مورد سنجش قرار گرفت. نتایج نشان داد روش تاگوچی با دقت بالا می تواند در پیش بینی مقاومت فشاری سایر نمونه های خارج از طرح آزمایش مورد استفاده مطلوب قرار گیرد. همچنین در ادامه از روش بهینه سازی سطح پاسخ با اعمال بهینه سازی چند هدفه به جهت یافتن دقیق نقطه بهینه مقاومت فشاری و هزینه ساخت استفاده شد. نتایج حاصل نشان داد که روش بهینه سازی سطح پاسخ در محدوده پیشنهادی روش تاگوچی دریافتن نقطه بهینه عملکرده و مقدار دقیقی از سه فاکتور آب به سیمان، ماسه به سیمان و رنگدانه به سیمان ارائه می کند که می توان از آن به جهت ساخت دقیق نمونه مطلوب در آزمایشگاه استفاده کرد، به عبارتی این دو روش همپوشانی مناسبی با یکدیگر دارند.

Keywords:

بتن رنگی , ماسه سیلیسی , مقاومت فشاری , روش تاگوچی , روش بهینه سازی سطح پاسخ (RSM)