بهینه سازی چند هدفه طرح اختلاط بتن حاوی نانوسیلیس و میکروسیلیس با استفاده از الگوریتم ژنتیک

با توجه به اثرات استفاده از نانوسیلیس در بتن، از جمله بهبود ریز ساختار، کاهش نفوذپذیری، کاهش اندازه تخلخل و افزایش مقاومت فشاری می توان استدلال نمود که استفاده از نانوسیلیس در بتن مفید می باشد. هدف نهایی از بررسی مواد در مقیاس نانو، یافتن طبقه جدیدی از مصالح ساختمانی با عملکرد بالا می باشد، که آنها را می توان به عنوان مصالحی با عملکرد چند منظوره اطلاق نمود. میکروسیلیس نیز همانند نانوسیلیس باعث بهبود خواص بتن تازه و سخت شده، از جمله افزایش مقاومت فشاری بتن و کاهش نفوذپذیری آن می گردد. الگوریتم ژنتیک یک مدل از یادگیری ماشین است که رفتار آن از مکانیسم تکامل در طبیعت الهام گرفته شده است. این الگوریتم دارای کاربردهای گسترده ای در زمینه های مختلف می باشد. یک نمونه از این کاربردها مسائل بهینه سازی چند بعدی است که در آنها پارامترهای متفاوتی باید بهینه شوند. در این مقاله با در نظرگیری 4 پارامتر مقادیر نانوسیلیس و میکروسیلیس بر حسب درصد وزن سیمان، مقدار سیمان و نسبت آب به سیمان، که این پارامترها مربوط به 9 طرح اختلاط مختلف بتن می باشند، به عنوان ورودی، از الگوریتم ژنتیک برای به دست آوردن همزمان مقدار بیشینه مقاومت فشاری 7 روزه بتن، مقدار کمینه درصد جذب آب 28 روزه آن و مقدار بیشینه مقاومت چسبندگی 28 روزه بتن با میلگرد استفاده شده است. علاوه بر مشخص گردیدن مقادیر 3 هدف بهینه سازی مذکور توسط الگوریتم ژنتیک، مقادیر بهینه 4 جزء بتن یعنی سیمان، آب، نانوسیلیس و میکروسیلیس، که سبب می شوند تا اهداف بهینه سازی همزمان با همدیگر تأمین گردند، نیز توسط الگوریتم ژنتیک تعیین شده اند. با توجه به طرح اختلاط بهینه تعیین شده، این نتیجه گرفته می شود که افزودن نانوسیلیس و میکروسیلیس به بتن باعث افزایش مقاومت های فشاری و چسبندگی بتن و کاهش درصد جذب آب آن می شود.