کاربرد روش سریالی تاگوچی وrsm در پیش بینی و بهینه‌سازی چند هدفه طرح آزمایش و سطح پاسخ خواص مکانیکی بتن رنگی

حدود یک قرن است که از رنگ‌دانه‌ها برای رنگ‌آمیزی بتن و تولید بتن رنگی استفاده می‌شود. 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 5 تا 10 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 1، 7، 14, 28 روزه در آزمایشگاه، نتایج حاصل‌شده 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 بهینه‌سازی سطح پاسخ با اعمال بهینه‌سازی 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.

Application of Taguchi and RSM serial method in predicting and optimizing multi-objective test design and response level of mechanical properties of colored concrete

Pigments have been used for about a century to paint concrete and produce colored concrete. In the present study, due to the importance of achieving the optimal amount of mixing design to achieve the desired strength and reasonable manufacturing cost, the Taguchi serial method and the response surface method, which are two powerful methods in test optimization and finding the optimal point in construction Concrete are used. In this study, silica sand was made and evaluated by adding different weight ratios of 5 to 10% by weight of cement from a type of yellow and red colored concrete. Based on this, the proposed construction design was created by Taguchi algorithm in four levels and three factors (sand to cement ratio, water to cement ratio and pigment to cement ratio). After evaluating the compressive strength at the ages of 1, 7, 14, 28 days in the laboratory, the results were measured with the help of Taguchi. The results showed that the Taguchi method with high accuracy can be used optimally to predict the compressive strength of other samples outside the test design. Also, the response surface optimization method was applied by applying multi-objective optimization to find the exact point of compressive strength and manufacturing cost. The results showed that the response surface optimization method performed in the proposed range of Taguchi method to find the optimal point and provides an accurate amount of three factors: water to cement, sand to cement and pigment to cement, which can be used to make Accurate optimal sample used in the laboratory, in other words, these two methods have a good overlap with each other.