بهینه سازی طرح اختلاط بتن متخلخل با هدف بهبود خصوصیات فیزیکی آن با استفاده از روش آماری تاگوچی

آب عامل اصلی حیات و آبادانی است. دهه کم آبی به عنوان یک دغدغه جهانی از سوی سازمان ملل مطرح گردیده است که بخش های مهمی از جهان از جمله آسیا که کشور ما نیز در آن واقع شده است را در بر می گیرد. به دلیل عدم دسترسی به آب سالم، خشکسالی، افت آب سفره های زیرزمینی، نفوذ آب های شور به منابع آبی شیرین و تغییر کیفی منابع آبی، به خطر افتادن بهداشت عمومی، نابودی تنوع زیستی و حیات وحش چالش هایی است که مدیریت منابع آبی در جهان و در سال-های آتی با آن روبرو است و در صورت عدم آمادگی و پاسخ به موقع و کافی، به صورت فجایع انسانی بدل می گردد. راه-های مبارزه با بحرانی که ممکن است در آینده با آن روبرو گردیم می تواند اصلاح شیوه های مصرف آب، مدیریت منابع آّب، استفاده از نزولات آسمانی، و تصفیه فاضلاب ها و ... باشد. یکی از روش های نوین تصفیه آب در سال های اخیر که توجه زیادی به آن شده است تصفیه از طریق بتن متخلخل است. بتن متخلخل نوع خاصی از بتن است که با داشتن نفوذپذیری بالا قادر است آب را به راحتی از خود عبور دهد. می توان از بتن متخلخل در روسازی پیاده روها استفاده کرد که این امر مانع از تجمع آب ناشی از بارندگی می شود و آب را به سفره های آب زیرزمینی بازگشت می دهد. یکی از مشکلات این نوع بتن مقاومت پایین آن است که سعی می شود در ساخت آن از افزودنی هایی که این مشکل را کمرنگ می کند استفاده کرد، البته این افزایش باید به گونه ای باشد که نفوذپذیری و تخلخل موردنظر را تأمین کند . در این پژوهش پس از تعیین طرح اختلاط، فاکتور های موثر و نسبت های آنها به منظور بررسی و بهینه سازی طرح اختلاط از نرم افزار design expertاستفاده شد. در پژوهش صورت گرفته آرایه متعامد (3^4 ) 9 l انتخاب شد که عدد 4 تعداد فاکتورهای موثر در طرح و 3 تعداد سطوح آنها را مشخص می کند. فاکتور های متغیر در طرح موردنظر به این صورت می باشند، فاکتور a نسبت آب به سیمان(w/c)، فاکتور b درصد الیاف پلی پروپیلن(pp) ، فاکتور c میکروسیلیس (fs) و فاکتور d فوق روان کننده(sp) است که هر کدام از اینها سه سطح دارند. بر اساس پژوهش های انجام شده پیشین این سطوح در نظر گرفته شد، نسبت آب به سیمان 25/0، 3/0 و 35/0، درصد الیاف پلی پرو پیلن 5/0، 1 و 5/1، درصد میکروسیلیس 5، 10، 15 و درصد فوق روان کننده 5/0، 1 و 5/1 است. پس از وارد کردن اطلاعات به نرم افزار، چیدمان طرح های اختلاط به کار رفته در پژوهش از طریق آن تعیین شد در ادامه بر اساس این اطلاعات نمونه های بتنی ساخته شد. پس از انجام آزمایشات فیزیکی بر روی نمونه ها و آنالیز نتایج با نرم افزار design expert مشاهده گردید که نتایج با مطالعات گذشته هماهنگی دارند. مقاومت حداکثر با نسبت آب به سیمان 3/0 به دست می آید. همچنین عوامل موثر بر مقدار نفوذپذیری 7 روزه و 28 روزه یکسان نیستند. در کل مشاهده شده با نسبت آب به سیمان 35/0، درصد الیاف پلی پروپیلن 5/0، درصد میکروسیلیس 15 و درصد فوق روان کننده 1 نمونه بتنی ساخته می شود که تمام پارامترهای آن مقدار قابل قبولی دارند. بر اساس نتایج مشخص گردید نرم افزار design expert برای ساخت این نوع خاص از بتن مناسب و پاسخگو می باشد.