エコの圧縮強度の予測

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12149 (2023) この記事を引用

205 アクセス

メトリクスの詳細

プラスチック砂舗装ブロックは、プラスチック廃棄物を使用し、セメントの必要性を削減することにより、持続可能な代替手段を提供します。 この革新的なアプローチは、環境保全を促進することにより、より持続可能な建設セクターにつながります。 これらのブロックの圧縮強度を予測できるモデルや方程式は考案されていません。 この研究では、この分野を前進させるために、遺伝子発現プログラミング (GEP) と多重表現プログラミング (MEP) を利用して、プラスチック、砂、繊維で構成されるプラスチック砂舗装ブロック (PSPB) の圧縮強度を予測するための経験的モデルを開発しました。 データベースには、7 つの入力パラメーターによる圧縮強度の 135 件の結果が含まれています。 圧縮強度の R2 値 GEP の 0.87、MEP の 0.91 は、予測値と実際の値の間に比較的重要な関係があることを示しています。 MEP は、統計的評価においてより高い R2 値とより低い値を表示することにより、GEP を上回りました。 さらに、感度分析が行われ、砂の粒径と繊維の割合が圧縮強度に重要な役割を果たしていることが明らかになりました。 彼らは全体のほぼ50％に貢献したと推定されています。 この研究の成果は、緑豊かな環境の構築における PSPB の再利用を促進し、環境保護と経済的利点を高める可能性を秘めています。

プラスチックは、多くの用途でよく使用される人工合成材料の一種です。 プラスチックはその適応性により、過去数十年にわたって需要が劇的に増加しました。 世界中で年間約 3 億トンのプラスチック廃棄物が発生し、そのうち 800 万トンが海に流れ出ています1,2。 マレーシアプラスチック製造協会（MPMA）3の報告によると、2018年にマレーシアで約203万トンのプラスチック廃棄物が製造され、その大部分は包装ニーズに向けられ、残りは電気・電子産業に向けられている。 生分解性が限られているため、プラスチック廃棄物の生産量の増加は、さまざまな環境上の問題を引き起こしています4。 ますます多くのプラスチック廃棄物が不用意に環境に捨てられており、陸地や海の汚染を引き起こし、有害な化学物質を残しています5,6。 現在、プラスチック廃棄物は、特に海洋および水生環境における環境汚染の重大な原因であり、動物に悪影響を及ぼすことが一般的に受け入れられています7,8。 プラスチック廃棄物は、その不活性性と河川を汚染する可能性があるため、近年大きな注目を集めています9,10。 Alabi ら 6 と Pinto Da Costa ら 11 による研究によると、プラスチック廃棄物の拡散は人口増加と相関しており、数値が高いほどプラスチック製品の需要が増加し、したがって汚染が増加することになります。

プラスチック廃棄物の蓄積を減らすために、リサイクルや使い捨てプラスチックの禁止など、多くの取り組みが行われてきました。 時間と労力がかかるため非効率的で、リサイクルされたプラスチック廃棄物は全体の 10% 未満でした12。 プラスチック廃棄物はその耐久性により、より伝統的な建築材料の代替品として研究されてきました13。 さらに、プラスチック廃棄物は、建築材料の圧縮強度、吸水率、寿命を向上させることができます。 プラスチック廃棄物は、建設業界内のさまざまな用途に利用されています14、15、16、17。 プラスチック廃棄物を建築部門の代替材料として再利用する研究は、過去 10 年間で増加しています。 最近、多くの研究者がプラスチック廃棄物を建設資材の構成要素として再利用することを検討しています18、19、20。 研究によると、プラスチック廃棄物が従来の材料の代わりに使用できる可能性があることが示されていますが、その実用化には限界があります。 プラスチック廃棄物を建築材料として再利用すると圧縮強度が低下する可能性があるため、このテーマについてはほとんど合意が得られていません。 以前、研究者らはプラスチック廃棄物が製品の圧縮強度を増加させることを発見しました21、22、23。 したがって、廃プラスチックを建材に組み込むことによる影響を物性や圧縮強度の観点から検討することが重要です。