تبدیل ضایعات برنج با کمک هوش مصنوعی به بتُن

ایسنا: محققان به دنبال استفاده از خاکستر پوسته برنج به عنوان جایگزین بخشی از سیمان در صنعت ساختمان‌سازی هستند و هدف آنها یافتن جایگزین‌های سازگار با محیط زیست برای سیمان سنتی است.

در این مطالعه از هوش مصنوعی برای توسعه مدل‌های پیش‌بینی کننده مقاومت بتن خاکستر پوسته برنج(RHA) استفاده شد که جایگزینی سریع‌تر و مقرون‌به‌صرفه برای روش‌های سنتی است.

به نقل از آی‌ای، این گروه که متشکل از محققانی از ۱۰ دانشگاه است، ادعا می‌کند که خاکستر پوسته برنج که سرشار از سیلیس است، دارای ترکیب شیمیایی است که آن را جایگزین مناسبی برای سیمان در بتُن می‌کند.

به منظور توسعه مدل‌های پیش‌بینی‌ کننده مقاومت فشاری بتُن خاکستر پوسته برنج(RHA)، این مطالعه از رویکردهای یادگیری ماشینی(ML) استفاده کرد. در مقایسه با رویکردهای سنتی، که اغلب پرهزینه و زمان‌بر هستند، این استراتژی موفق‌تر و مقرون به صرفه‌تر است.

هدف از این مطالعه کاهش اثرات منفی محیطی مرتبط با ساخت بتن بود. در بیانیه یکی از اعضای شرکت کننده در این مطالعه، آمده است: کارشناسان محیط زیست به شدت معتقدند سیمان باید با ماده‌ای با ردپای کربن کمتر جایگزین شود.

هوش مصنوعی بُتن را بهینه می‌کند

صنعت ساخت و ساز به عنوان دومین مصرف کننده بزرگ پلاستیک در سطح جهان شناخته می‌شود و در بیش از یک سوم انتشار گازهای گلخانه‌ای مرتبط با مصرف انرژی در سراسر جهان نقش دارد.

تولید بتن که سهم قابل توجهی در انتشار دی اکسید کربن دارد، به دلیل اثرات آن بر محیط زیست بیشتر مورد بررسی قرار گرفته است. سیمان، یکی از اجزای اصلی بتن، به میزان قابل توجهی در انتشار این گازها نقش دارد.

با در نظر گرفتن ویژگی‌های اتصال سیمان، سازمان زمین شناسی ایالات متحده(USGS) تخمین می‌زنند که سالانه چهار میلیارد تُن سیمان در سراسر جهان تولید می‌شود که هفت درصد از کل انتشار دی‌اکسید کربن را تشکیل می‌دهد. به طور دقیق‌تر، به ازای هر تُن سیمان تولید شده، ۰.۹ تُن دی‌اکسید کربن در جو آزاد می‌شود.

با هدف یافتن راه‌حل، این مطالعه از روش‌های هوش مصنوعی(AI) برای توسعه مدل‌های پیش‌بینی کننده مقاومت فشاری بتن خاکستر پوسته برنج استفاده کرد.

این گروه ادعا می‌کند که این مطالعه اطلاعات مفیدی را به دانشگاهیان و سازندگان ارائه می‌دهد و به آنها در تخمین مقاومت فشاری بتن خاکستر پوسته برنج کمک می‌کند.

در مرحله دوم تحقیق که به طور انحصاری در دانشگاه آمریکایی راس الخیمه انجام شد، این تیم اثرات آزمایشگاهی استفاده از خاکستر پوسته برنج به عنوان جایگزین بخشی از سیمان را بررسی کردند. مخلوط بتُن با پنج درصد، ۱۰ درصد و ۱۵ درصد خاکستر پوسته برنج ایجاد شد. استحکام و دوام این مخلوط‌ها در هر دو حالت تازه و سخت شده در سنین مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت.

نوآوری سازگار با محیط زیست

نتایج آزمایش نشان می‌دهد که معرفی(RHA) برای جایگزینی جزئی سیمان، ویژگی‌های متعدد بتن را افزایش می‌دهد. برخی از این موارد عبارتند از: استحکام فشاری در سنین بالاتر، مقاومت در برابر سایش، و خواص مانع رطوبت.

علاوه بر این، انقباض، خشک شدن را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد که تعیین کننده مهمی در دوام است. این تحقیق نویدبخش توسعه بتُن پایدارتر با آسیب کمتر به محیط زیست است.

رز الدین نصار، از دپارتمان مهندسی عمران و زیرساخت در دانشگاه آمریکایی راس الخیمه در امارات و یکی از نویسندگان این مطالعه می‌گوید: نتایج آزمایش به قابلیت استفاده از خاکستر پوسته برنج در بتُن برای تولید مخلوط‌های بتن اقتصادی، بادوام و سازگار با محیط زیست اشاره دارد. چنین مخلوط‌هایی گام مهمی در جهت تغییر شیوه‌های ساخت و ساز پایدار است.