Optimization of concrete performance and cost by statistical experimental design methods - Akalın, Özlem (My University, 2009)
Deneyler, sorgulama gereken her alanda özellikle de belli bir proses ve sistem hakkında ya da yeni bir ürün tasarımında, bir takım keşifler için düzenlenir. Sistemli bir biçimde girdi değişkenlerindeki (x) farklılıkların, çıktı (y) sonuçları üzerindeki etkilerini görmek üzere test veya testler yapılır. İstatistiksel deney tasarımı, mühendise deneysel model geliştirmek için diğer mühendislik modelleri gibi, grafiksel veya matematiksel bir zemin hazırlar. Tasarım geliştirme sürelerini kısaltırken, deneme yanılma yöntemiyle ulaşılması güç olan optimum miktarı minimum maliyetle elde etme imkanı verir. Son yıllarda yüksek dayanımlı ve dayanıklı betonlara artan talep, beton tasarımlarının performans ve maliyet açısından daha hassas yapılması gerekliliğini ortaya çıkarmıştır. İstatistiksel karışım deneyleri ve analiz yöntemleri, bu tür optimizasyon problemlerinde fayda sağlamaktadır. İstatistiksel deney yöntemleri birçok sektörde yoğun olarak kullanılmakla beraber, beton sektöründeki uygulamaları azdır. Bu tez çalışmasında da istatistiksel karışım deney metotları, iki farklı amaç için kullanılmıştır. D-optimal deney tasarımı kullanılarak elde edilen 54 adet karışım, harç testleriyle hazır beton kimyasal katkı optimizasyonu için analiz edilmiştir. İkinci aşamada harç karışımı sonuçları, beton deneyleriyle doğrulanmıştır. Betona göre daha pratik olan harç deneyi sonuçlarının, beton üzerinde de benzer etkiyi gösterdiği kanıtlanmıştır. Çalışmanın üçüncü aşamasında gelecekte talebin artacağı, beton sektörü için de yeni olan C100/ 115 beton sınıfında, yüksek dayanımlı beton tasarımı için en iyi faktör aralığı belirlenerek, 46 adet karışımın sonuçlarıyla optimum çözüme ulaşılmıştır. İki farklı paket program kullanılarak analizi yapılan deney sonuçlarından elde edilen optimum miktarlar, doğrulama deneyleriyle test edilmiştir. Bu yöntemlerin çimento ve beton sektöründe uygulanması hem teknik, hem de fiyat açısından fayda sağlayarak, sıklıkla kullanılmakta olan deneme yanılma yöntemine alternatif, bilimsel bir zemin hazırlamaktadır.

Experiments are performed in many fields to inquire and usually to discover something about a particular process or system and to design a product. An experiment is a test or series of tests in which purposeful changes are made to the input variables (x) of a process, system or components of a product to observe the reasons for changes in the output response (y). Statistically designed experiments offer an engineer a valid basis for developing an empirical model that can then be manipulated just as any other engineering model. The experimental design is a tool for reducing the development lead time and reaching optimum values at minimum cost. Nowadays, the increasing demand for high strength and durable concretes requires sensitivity on concrete proportions due to performance and cost. Statistical experimental design and analysis methods have been developed specifically for the purpose of optimizing mixtures, such as concrete. Although the statistical mixture methods have been used in several industries, there have been little application in the concrete industry. In this study, the statistical mixture experimental design methods were used for two different goals. In the first stage of study, chemical admixture optimization for ready mixed concrete was performed using D-optimal design on mortar tests with 54 mixtures. In the second stage of the study, results obtained from mortar tests were tested on the concrete mixtures to confirm the effectiveness on concrete. The mortar tests are more practical than concrete tests. The results show that the effects of admixtures are similar on concrete mixtures. In the third stage of the study, the high strength concrete (HSC) in C100/ 115 concrete class, a new in the concrete sector, was optimized using 46 mixtures by determining the best constraint limits. The results from experimental runs were analysed using two different package programmes. The results were in agreement. The use of these methods is expected to provide technical and economical benefits over the trial and error method which is mostly used in cement and concrete sectors.
Keywords: Yönetim; Yönetim Organizasyon