در پژوهش حاضر، طرح بهینه ی بتن سبکدانه ی سازه یی از نظر چگالی و مقاومت فشاری در دمای محیط به دست آمده و سپس با به کارگیری و تغییر میزان فزودنی هایی، نظیر دوده ی سیلیس و فوق روان کننده و همچنین با تغییر نسبت آب به سیمان، مقاومت طرح حاصل از مرحله ی قبل در برابر حرارت بهینه شده است. به این منظور، 9 طرح اختلاط متفاوت که از روش تاگوچی به دست آمده، اجرا شده و برای هر یک، 9 عدد آزمونه ی ساخته شده در هر یک از دماهای محیط، 400 و 800 درجه سانتی گراد، 3 نمونه از هر طرح برای حصول مشخصات طرح بهینه آزمایش شده اند. از مهم ترین نتایج پژوهش حاضر می توان به اثر مطلوب کاهش نسبت آب سیمان و افزودن فوق روان کننده در مشخصات فیزیکی و مکانیکی بتن سبکدانه در دماهای 400 و 800 درجه ی سانتی گراد اشاره کرد. همچنین طرح اختلاط بهینه ی بتن سبک مقاوم برای دمای بالا ارائه شده است.

هدف از این پژوهش تعیین ترکیب بهینه در تولید بتن سبک نیمه سازه یی با کم ترین وزن مخصوص ممکن و مقاومت فشاری مناسب با استفاده از سبکدانه های پومیس است. به همین منظور از روش تاگوچی با 4 عامل تاثیرگذار و 3 سطح (مقدار) مختلف استفاده شده است. پومیس با دانه بندی نوع 1، پومیس با دانه بندی نوع 2، ماسه و نرمه به عنوان عوامل تاثیرگذار و در همه آزمایش ها پومیس با دانه بندی نوع 3 نیز به عنوان عامل تکمیلی مصالح تشکیل دهنده سنگدانه بتن انتخاب شده است. با استفاده از نرم افزار مینی تب و تجزیه و تحلیل آرایه متعامد L9 (بر اساس تئوری روش تاگوچی) سطوح بهینه مشخص شده و در نهایت، معیار کیفیت آزمایش تاییدی (نمونه آزمایشگاهی) و پیش بینی روش تاگوچی (معیار کیفیت در حالت بهینه) مورد مقایسه قرار گرفته است. بر اساس نتایج حاصله، دقت روش طراحی سیستماتیک آزمایش های تاگوچی بسیار مناسب ارزیابی شده است.

بتن علاوه بر دارا بودن خواص سازه ای مناسب، یکی از مناسب ترین و پر کاربردترین مصالح برای ساخت حفاظ تابشهای هسته ای نوترون و گاما می-باشد. در این میان استفاده از بتن سنگین به جای بتن معمولی باعث کاهش ضخامت عضو محافظتی به میزان قابل توجه خواهد شد. با توجه به حجم زیاد بتن ریزی در نیروگاه های اتمی، بهینه سازی طرح اختلاط این نوع بتن می تواند تا حد زیادی منجر به کاهش هزینه ساخت شود، هدف اصلی از تحقیق حاضر توسعه یک روش طرح اختلاط بتن سنگین براساس اصول بهینه سازی می باشد. بدین منظور ابتدا مدل بهینه سازی طرح اختلاط بتن سنگین تعریف می شود، سپس با استفاده از یک الگوریتم بهینه سازی طرح اختلاط بهینه برای بتن با مقاومت مورد نظر بدست می آید. نتایج عددی نشان می دهد که با کاهش مقادیر سنگدانه و سیمان و افزایش مقدار ریزدانه در طرح اختلاط به صورت همزمان، مقدار هزینه طرح اختلاط کاهش پیدا می کند.

در چند دهه اخیر، استفاده از بتن متخلخل برای پوشش کف پیاده روها و روسازی جاده ها به عنوان رابطی برای جمع آوری رواناب شهری فزونی یافته است. این سیستم از نظر اقتصادی نسبت به دیگر روش های کاهش آلودگی رواناب بسیار مقرون به صرفه تر است. برای طراحی سیستم کنترل رواناب و کاهش آلودگی آن، نیاز به تعیین خصوصیات هیدرولیکی و دینامیک بتن متخلخل (با و بدون مواد افزودنی) است. در این پژوهش، تأثیر فاکتورهای تیپ سیمان (2 و 5)، نسبت آب به سیمان (0/35، 0/45 و 0/55)، مقدار ریزدانه (صفر، 10 و 20 درصد)، نوع افزودنی (پوکه معدنی، پوکه صنعتی، پرلیت و زئولیت) و میزان افزودنی افزوده شده (5، 10، 15 و 20 درصد) بر خصوصیات فیزیکی بتن متخلخل (تخلخل، هدایت هیدرولیکی و مقاومت فشاری)، هر کدام با سه تکرار، با استفاده از طراحی اثرزدا بررسی شده است. از نرم افزار Qualitek-4 نیز برای بحث نتایج استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که برای به دست آوردن بیشترین میزان تخلخل در طرح اختلاط بتن متخلخل، باید نسبت آب به سیمان 35/0، صفر درصد ریزدانه، سیمان تیپ 2 و 15 درصد پوکه صنعتی درنظر گرفته شود. همچنین، نسبت آب به سیمان 55/0، صفر درصد ریزدانه، سیمان تیپ 2 و 15 درصد پوکه صنعتی بیشترین میزان آبگذری در بتن متخلخل را بهدست می دهد. در نهایت، نسبت آب به سیمان 55/0، 20 درصد ریزدانه، سیمان تیپ 2، و 5 درصد زئولیت برای حصول حداکثر مقاومت فشاری مورد نیاز است. نتیجه کلی این است که در این پژوهش، بدون طراحی اثرزدا، امکان نتیجه گیری منطقی و با کمترین هزینه وجود نداشت.

مقدمه و هدف: بیشتر صنایع کاغذ و مقواسازی برای دفع پسماندهای تولیدی خود، صرف نظر از هزینه های گزاف، از دو روش متداول سوزاندن و دفن در خاکچال استفاده می کنند. ترکیبات خطرناک موجود در این نوع پسماندها، سبب آلودگی های محیط زیست و به خطر افتادن سلامت بشر می شود. بسیاری از مطالعات سال های اخیر نشان می دهد که بعضی از ضایعات حاصل از صنایع کاغذ و مقوا می تواند به عنوان مواد اولیه در صنعت ساختمان به کار رود. این تحقیق با هدف تعیین درصد بهینه اختلاط پسماند مقواسازی در تهیه بتن سبک غیر باربر انجام شد.روش بررسی: در این تحقیق از دو نوع پسماند کارخانه مقواسازی (پسماند نوع 1 حاوی مقوا و ماسه و پسماند نوع 2 حاوی نایلون، یونولیت و مقوا) که بیشترین حجم پسماندها را تشکیل می دهند استفاده شد. مشخصات فیزیکی و میکروبی پسماندها مطابق ASTM اندازه گیری شد. همچنین ترکیب های مختلف شیمیایی پسماندها شامل عناصر مختلف با استفـاده از میکروسکـوپ الکترونی اندازه گیری شد. پس از آماده سازی نمونه ها، آزمایش های مورد نظر برای تعیین درصد بهینه اختلاط پسماند در بتن در سنین 7، 14 و 28 روز انجام شد.یافته ها: از آنجاییکه pH نمونه بتن های تازه حاوی پسماند بزرگتر از 12 می باشد، می توان مطمئن شد که هیچ گونه مشکل میکروبی وجود نخواهد داشت. به طورکلی استفاده از پسماند در تولید بتن سبب کاهش مقاومت فشاری نمونه ها می شود. مقایسه مقاومت فشاری بتن های حاوی پسماند نوع 1 و نمونه بتن های حاوی هر دو نوع پسماند، نشان می دهد با کاهش میزان پسماند نوع 2 نسبت به پسماند نوع 1 مقاومت فشاری بتن بهبود می یابد. نتایج حاصل از آزمایش چگالی خشک، نشان دهنده کاهش چگالی نمونه های بتنی حاوی پسماند با افزایش درصد جایگزینی پسماند در بخش ماسه می باشد. همچنین استفاده از پسماند نوع 2 باعث سبک تر شدن نمونه های بتنی نسبت به نوع 1 می شود. مقادیر بهینه درصدهای جایگزینی پسماند بجای بخش ماسه بتن برای نمونه های حاوی پسماند نوع 1 و نوع 2، به ترتیب 70 و 75 و همچنین برای نمونه های حاوی هر دو نوع پسماند، 49 درصد پسماند نوع 1 و 21 درصد پسماند نوع 2 می باشد.بحث و نتیجه گیری: با توجه به نتایج به دست آمده، استفاده از پسماند نوع 1 در تولید بتن به لحاظ اقتصادی و زیست محیطی به سبب استفاده از سیمان کمتر رضایت بخش تر می باشد. استفاده از پسماندهای کارخانه های مقواسازی در تولید بتن سبب صرفه های زیست محیطی و اقتصادی (سودآوری و تولید اشتغال، کاهش هزینه های انتقال پسماندها به محل دفن، کاهش وزن سازه، استفاده از پسماند به جای خرید ماسه و کاهش آلودگی های زیست محیطی ناشی از سوزاندن و دفن پسماندها در خاکچال) می شود.

بتن پلاستیک نوعی از بتن محسوب می شود که معمولاً دارای شکل پذیری زیاد و نفوذپذیری کم است و می توان از آن در اجرای شمع های مماسی در مجاورت گودهایی که دارای تراز آب زیرزمینی بالایی هستند، استفاده نمود. در بسیاری از مواقع، به شرایط پروژه جهت استفاده از بتن پلاستیک با طرح اختلاط مناسب توجه نمی شود. هدف از پژوهش حاضر، ارائه طرح اختلاط بهینه از نظر مشخصات مکانیکی و اقتصادی برای بتن پلاستیک شمع ها است. به این منظور پنج طرح اختلاط متفاوت برای بتن پلاستیک در نظر گرفته شد و خصوصیات آن ها ارزیابی شد. در نهایت، گروه شمع مماسی شامل شمع های سازه ای و شمع های بتن پلاستیک به همراه مهار متقابل در مجاورت گود عمیق شبیه سازی شد و تغییر شکل و دبی جریان عبوری از دیواره گود بررسی گردید. در شبیه سازی دو بعدی، امکان در نظر گرفتن ویژگی های شمع بتن پلاستیک در صفحه مدل سازی و بررسی تغییر شکل دیواره گود، مابین مهارهای متقابل وجود ندارد. به همین دلیل، شبیه سازی به صورت سه بعدی انجام شد. نتایج نشان داد که اگر تراز آب زیرزمینی ثابت نگه داشته شود، به دلیل نفوذپذیری کم شمع بتن پلاستیک، نفوذ آب به محدوده پروژه بسیار اندک است و نشست و تغییر شکل ایجاد شده در بالای شمع ها و نیز تورم کف گود کمتر از حالتی است که تراز آب زیرزمینی پایین آورده شود. همچنین با افزایش نفوذپذیری شمع بتن پلاستیک و خاک پشت دیواره گود، دبی عبوری از دیواره گود افزایش می یابد.