بهینه سازی طرح اختلاط بتن خودتراکم الیافی حاوی پلی پروپلین با استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری ژنتیک و جستجوی کلاغ

در سالیان اخیر استفاده از بتن محتوی الیاف بعنوان یک ماده ی ساختمانی مهم و با خواص مکانیکی مناسب جهت ساخت و ساز انواع سازه ها استفاده می شود. هدف اصلی در این تحقیق، طراحی بتن توانمند خودتراکم الیافی با استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری با پیاده سازی در نرم افزار متلب می باشد. برای بهینه سازی مبتنی بر راهکار های فرا ابتکاری، الگوریتم جستجوی کلاغ (CSA) و الگوریتم ژنتیک (GA) به عنوان راهکارپردازشی محاسباتی توسعه داده داده شده است. برای این منظور، 67 طرح اختلاط بتن خودتراکم الیافی شامل آب (2/137 - 195 کیلوگرم بر مترمکعب)، سیمان (5/325 - 520 کیلوگرم بر مترمکعب)، درشت دانه (722 - 920 کیلوگرم بر مترمکعب)، ریزدانه (9/804 - 960 کیلوگرم بر مترمکعب)، نانوسیلیس (0 - 6/49 کیلوگرم بر مترمکعب)، درصد حجمی الیاف (0 - 9/0 درصد)، پودرسنگ آهک (0 - 9/288 کیلوگرم بر مترمکعب) و فوق روان کننده (75/1 - 5/10 کیلوگرم بر مترمکعب) برای طراحی مخلوط بهینه مورد استفاده قرار گرفت. در این مطالعه برای فرموله شدن مسئله بهینه سازی، تابع هدف مقاومت فشاری بتن برپایه روش رگرسیون چندگانه خطی توسعه داده شد. همچنین قید های بررسی شده در این مطالعه نسبت مقادیر طرح اختلاط و حجم مطلق مقادیر طرح اختلاط برای طراحی مخلوطی با مقاومت بهینه و مقرون به صرفه به عنوان محدودیت های تکنولوژیکی از فاکتور های آزمایشگاهی تولید بتن مورد توجه قرار گرفته است. پیاده سازی الگوریتمیک روش های فرا ابتکاری در محدوده 30 - 7/88 مگاپاسکال تا رسیدن به مخلوط با مقادیر بهینه ادامه پیدا کرده و در نهایت 5 نمونه از مخلوط بهینه توسعه داده شده با استفاده از الگوریتم های CSA و GA جهت بررسی قابلیت و بهره وری الگوریتم ها گزارش گردید. نتایج ارایه شده در این مطالعه نشان داده است که عملکرد الگوریتم CSA با محدوده خطای میانگین 38/3 - 49/14 درصد در مقایسه با الگوریتم GA با محدوده خطای میانگین 95/7 - 52/15 نتایج قابل توجه در دقت و همگرایی جواب ها ارایه نموده است. از این رو می توان به این نتیجه رسید که الگوریتم های مورد استفاده به عنوان ابزار قابل اطمینان در حل مسایل بهینه سازی در مسایل مهندسی بویژه تکنولوژی بتن قابل توجه می باشد.