بهینه‌سازی متغیرهای تولید فراورده‌های مرکب الیاف طبیعی- سیمان به روش سطح پاسخ

این تحقیق باهدف بررسی تولید فرآورده مرکب الیاف طبیعی سیمان با استفاده از صنوبر، کاه گندم و سه نوع ماده افزودنی انجام‌شده است. در این تحقیق برای تولید کامپوزیت از کاه گندم (0، 15 و 30)، الیاف صنوبر (70، 85 و 100)، درصد استفاده از مواد افزودنی (3 سطح) و سه نوع ماده افزودنی (کلرید کلسیم، کلرید منیزیم و هیدروکسید کلسیم) استفاده گردید. پس از تهیه نمونه های آزمونی، مقاومت فشاری طی مدت‌زمانی (1، 3، 7 و 28 روز)، واکشیدگی ضخامت (ts)، مدول گسیختگی (mor) و چسبندگی داخلی (ib) مورد ارزیابی قرار گرفت. به‌منظور بهینه سازی خواص کامپوزیت ها، معادله مدل ریاضی (مدل رگرسیون چند متغیره درجه‌دو) توسط روش سطح پاسخ ارزیابی گردید. بیشترین میزان مقاومت فشاری (32.5 مگا پاسکال) و کمترین آن (7.1 مگا پاسکال) 28 روزه به ترتیب مربوط به نمونه های دارای 7 درصد هیدروکسید کلسیم و 3 درصد کلرید منیزیم می باشد. همچنین کامپوزیت های دارای 30% کاه گندم و 70% الیاف صنوبر با میزان 3 درصد کلرید کلسیم نسبت به سایر نمونه ها دارای مدول گسیختگی بیشتری می‌باشند. به‌طورکلی، نتایج حاکی از آن است که ماده افزودنی کلرید کلسیم با میزان 5% و مقدار متوسط نسبت 15% کاه به 85% الیاف صنوبر به‌عنوان مقادیر بهینه جهت حصول مقادیر قابل ‌قبول چسبندگی داخلی و مدول گسیختگی می‌باشد. مدل ارائه‌شده توسط روش سطح پاسخ با توجه به معنی داری آن در طی آنالیز آماری، برآورد مناسب و معنی داری برای تعیین نقطه مناسب کاربرد متغیرهای مورداستفاده را فراهم کرده است.

Optimization of production variables of natural fibers- cement composites by response surface methodology (RSM)

The objective of thisstudy was to investigate the production of naturalcement composite fiber usingpoplar, wheat straw and three types of additives. In this study, variables inmaking the boards were: usage percent of wheat straw (0, 15 and 30%) and fibersof poplar (70, 85 and 100%), and levels and types of additives (three levelsand three types of additives, i.e. calcium chloride, magnesium chloride andcalcium hydroxide, respectively). After producing test specimens, compressivestrength (1, 3, 7 and 28 days), thickness swelling (TS), the modulus of rupture(MOR), and internal bond (IB), were evaluated. The highest and the lowestcompressive strength (32.5 and 7.1 MPa) after 28 days were respectively forsamples containing 7% calcium hydroxide and 3% magnesium chloride. Also, theboards with 30 percent wheat straw and 70 percent poplar wood fiber with theamount of 3% calcium chloride had a higher MOR compared to other boards. Ingeneral, the results suggest that calcium chloride additives with amount of 5%and the average value of 15% straw to 85% poplar is the appropriate amount forachieving acceptable values of IB and MOR. Due to its significance in thestatistical analysis, the model presented by Response Surface Methodologyprovided a suitable and significant estimate to determine the application ofthe variables.