کاربرد شبکه عصبی مصنوعی جامع در پیشبینی مقاومت فشاری بتن حاوی خاک نسوز رنگی و دارای سنگدانه های با خواص شیمیایی مختلف

امروزه بتن در انواع مختلف تولید و استفاده میشود . بتن رنگی علاوه بر جنبه زیباسازی ازلحاظ مقاومتی نیز همواره موردتوجه مهندسان بوده است. امروزه از روشهای مختلفی برای تولید بتن رنگی استفاده میشود. با توجه به هزینه های تهیه بتن رنگی و با در نظر گرفتن آلودگی زیست محیطی ناشی از مصرف سیمان، یکی از روشهای بهصرفه تولید بتن رنگی، استفاده از خاک نسوز معادن کشور به عنوان جایگزین بخشی از سیمان است. ازآنجاکه بتن یکی از پرمصرف ترین ماده ها در جهان میباشد، شناخت خصوصیات مکانیکی آن ازجمله مقاومت فشاری که منجر به تولید بتنی با استحکام و دوام بالا شود از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای بررسی مقاومت فشاری بتن حاوی خاک نسوز رنگی از تستهای آزمایشگاهی روی نمونه های بتن مذکور استفاده میشود. به منظور صرفه جویی در زمان، هزینه و مصالح، بهتر است از روشهای هوشمندی برای پیشبینی مقاومت فشاری بتن حاوی خاک نسوز رنگی استفاده شود که نیاز به تستهای آزمایشگاهی را کاهش دهد. شبکه عصبی ابزاری قدرتمند برای پیشبینی رفتار مواد ازجمله شاخصه های مکانیکی بتن است. در پژوهش حاضر با آموزش یک شبکه عصبی مصنوعی جامع، مقاومت فشاری ۱، ۷ ، ۱۴ و ۲۸ روزه سه نوع بتن حاوی خاک نسوز رنگی معادن شیراز که شامل ماسه معمولی، ماسه سیلیسی و ماسه بادی میباشند پیشبینی شده است. برای این منظور از مجموعه دادههای آزمایشگاهی روی ۲۴ نمونه بتن که ۸ نمونه مربوط به بتن حاوی ماسه معمولی، ۸ نمونه ماسه سیلیسی و ۸ نمونه ماسهبادی بودند استفاده شد. یک شبکه عصبی دولایه که دارای ۱۱ پارامتر ورودی شامل نسبت ماسه به سیمان، نسبت آب به سیمان، نسبت روان کننده به سیمان، نسبت خاک نسوز به سیمان و گرم عبوری از الک های شماره ۴، ۸، ۱۶، ۳۰، ۵۰، ۱۰۰ و ۲۰۰ بود ساخته شد و مقاومت فشاری ۱، ۷، ۱۴ و ۲۸ روزه بتنها با تقریب خوبی تخمین زده شد. درنهایت دقت و کارایی شبکه عصبی با استفاده از شاخصه های آماری میانگین مربعات خطا (MSE)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب همبستگی R مشخص شد. شبکه عصبی بیشترین دقت را در پیشبینی مقاومت فشاری ۷ روزه بتن حاوی خاک نسوز رنگی با RMSE برابر با ۰/۰۹۹ از خود نشان داد. مقدار جذر میانگین مربعات خطا برای سایر مقاومت فشاریها در حدود ۰/۱ به دست آمد. به طورکلی نتایج نشان داد که شبکه عصبی جامع توانایی پیشبینی مقاومت فشاری انواع مختلف بتن را بهصورت یکجا و با دقت بالا دارا میباشد.

کلیدواژه ها:

بتن حاوی خاک نسوز رنگی ، مقاومت فشاری ، شبکه عصبی ، جذر میانگین مربعات خطا ، ضریب همبستگی