Прогнозирование прочности эко на сжатие

Том 13 научных докладов, Номер статьи: 12149 (2023) Цитировать эту статью

210 доступов

Подробности о метриках

Пластиковые блоки для брусчатки из песка представляют собой экологически чистую альтернативу, поскольку используются пластиковые отходы и снижается потребность в цементе. Этот инновационный подход ведет к более устойчивому строительному сектору, способствуя сохранению окружающей среды. Не было разработано ни одной модели или уравнения, которое могло бы предсказать прочность на сжатие этих блоков. В этом исследовании использовалось программирование экспрессии генов (GEP) и программирование мультиэкспрессии (MEP) для разработки эмпирических моделей для прогнозирования прочности на сжатие пластиковых блоков брусчатки из песка (PSPB), состоящих из пластика, песка и волокна, с целью продвижения этой области. База данных содержит 135 результатов по прочности на сжатие с семью входными параметрами. Значения R2 0,87 для GEP и 0,91 для MEP для прочности на сжатие показывают относительно значительную взаимосвязь между прогнозируемыми и фактическими значениями. MEP превзошла GEP, показав более высокие значения R2 и более низкие значения для статистических оценок. Кроме того, был проведен анализ чувствительности, который показал, что размер зерен песка и процентное содержание волокон играют важную роль в прочности на сжатие. Было подсчитано, что они внесли почти 50% от общей суммы. Результаты этого исследования могут способствовать повторному использованию PSPB в создании зеленой среды, тем самым повышая защиту окружающей среды и экономические преимущества.

Пластмассы — это вид искусственных синтетических материалов, которые часто используются во многих сферах. Благодаря своей адаптируемости спрос на пластмассы за последние несколько десятилетий резко возрос. Ежегодно в мире образуется около 300 миллионов тонн пластиковых отходов, из которых 8 миллионов тонн попадают в моря1,2. По данным Малайзийской ассоциации производителей пластмасс (MPMA)3, в 2018 году в Малайзии было произведено около 2,03 миллиона тонн пластиковых отходов, большая часть которых пошла на нужды упаковки, а остальная часть — на электротехническую и электронную промышленность. Из-за ограниченной биоразлагаемости увеличение производства пластиковых отходов вызвало различные экологические проблемы4. Поскольку все больше и больше пластиковых отходов небрежно выбрасывается в окружающую среду, они способствуют загрязнению суши и моря и оставляют после себя вредные химические вещества5,6. В настоящее время общепризнано, что пластиковые отходы вносят значительный вклад в загрязнение окружающей среды, особенно морской и водной среды, что имеет негативные последствия для животных7,8. Пластиковые отходы из-за своей инертности и способности загрязнять реки в последние годы привлекли большое внимание9,10. Согласно исследованиям Алаби и др.6 и Пинто Да Коста и др.11, распространение пластиковых отходов коррелирует с ростом населения, причем более высокие цифры приводят к увеличению спроса на пластиковые товары и, следовательно, к большему загрязнению.

Чтобы уменьшить накопление пластиковых отходов, были предприняты многочисленные действия, включая переработку и запрет одноразового пластика. Неэффективно из-за требуемых затрат времени и усилий, менее 10% пластиковых отходов было переработано в общем составе12. Благодаря своей долговечности пластиковые отходы изучались как возможная замена более традиционным строительным материалам13. Кроме того, пластиковые отходы могут улучшить прочность на сжатие, скорость водопоглощения и долговечность строительных материалов. Пластиковые отходы используются в различных сферах строительной отрасли14,15,16,17. В последнее десятилетие наблюдается рост исследований по переработке пластиковых отходов в качестве альтернативного материала в строительном секторе. Многие исследователи недавно изучили возможность повторного использования пластиковых отходов в качестве компонента строительных материалов18,19,20. Хотя исследования показали, что пластиковые отходы можно использовать вместо традиционных материалов, их практическое применение ограничено. Поскольку повторное использование пластиковых отходов в строительных материалах может снизить прочность на сжатие, по этому вопросу не существует единого мнения. Ранее исследователи обнаружили, что пластиковые отходы повышают прочность изделия на сжатие21,22,23. Поэтому важно изучить влияние включения пластиковых отходов в строительный материал с точки зрения физических характеристик и прочности на сжатие.