Published February 28, 2023 | Version v1
Publication Open

Optimization of Calcined Termite-Mound Material (CTM) Mortar and Concrete using Response Surfaces Methodology

Creators

  • 1. Abubakar Tafawa Balewa University

Description

This study is aimed at the optimization of calcined termite mound material incorporated in mortar and concrete using Response Surfaces Methodology (RSM). The calcined termite mound material substituting cement in mortar and concrete varied from 5 to 15% at interval of 5% in mortar and concrete. Sikament NN was added from 1.0 to 3.0 at interval of 1.0. Test conducted on mortar were: consistency and setting times. For concrete, specimens were cast and tested to failure for all the mixes for curing periods of 3, 7, 28, 60 and 90 days. Modelling and optimization were carried out using Design-Expert software version 11.0 with CTM (5%, 10% and 15%) and Sikament NN (1.0%, 2.0% and 3.0%) levels taking as the input variables. The output responses for mortar were consistency, setting times, on concrete compressive strength test after 3, 7, 28, 60 and 90days curing. Comparison was made to the performance of CTM blended mortar and concrete with controls mortar and concrete in terms of consistency, setting times and in concrete compressive strengths. Results from analysis of variance (ANOVA) indicate that both CTM and Sikament are influential variable in the developed models and all the RSM models are statistically significant in all the factor levels. The optimum mix for mortar was obtained by addition of 2.09 % Sikament NN and 5% CTM replacement with 0.871 desirability. In concrete, 2.05 % Sikament NN and 5% CTM replacement with desirability 0.871 was the optimum.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تهدف هذه الدراسة إلى تحسين مادة تل النمل الأبيض المكلس المدمجة في الملاط والخرسانة باستخدام منهجية أسطح الاستجابة (RSM). تفاوتت مادة تل النمل الأبيض المكلس التي تحل محل الأسمنت في الملاط والخرسانة من 5 إلى 15 ٪ على فترات 5 ٪ في الملاط والخرسانة. تمت إضافة Sikament NN من 1.0 إلى 3.0 عند فاصل 1.0. كان الاختبار الذي تم إجراؤه على الملاط: الاتساق وأوقات الإعداد. بالنسبة للخرسانة، تم صب العينات واختبارها لفشل جميع الخلطات لفترات المعالجة من 3 و 7 و 28 و 60 و 90 يومًا. تم تنفيذ النمذجة والتحسين باستخدام برنامج Design - Expert الإصدار 11.0 مع مستويات CTM (5 ٪ و 10 ٪ و 15 ٪) و Sikament NN (1.0 ٪ و 2.0 ٪ و 3.0 ٪) مع الأخذ في الاعتبار متغيرات الإدخال. كانت استجابات الإخراج للملاط هي الاتساق، وتحديد الأوقات، في اختبار مقاومة انضغاط الخرسانة بعد المعالجة لمدة 3 و 7 و 28 و 60 و 90 يومًا. تم إجراء مقارنة لأداء الملاط والخرسانة المخلوطة مع ملاط الضوابط والخرسانة من حيث الاتساق وأوقات الضبط وقوة الانضغاط الخرسانية. تشير نتائج تحليل التباين (ANOVA) إلى أن كلا من CTM و Sikament متغيران مؤثران في النماذج المطورة وأن جميع نماذج RSM ذات دلالة إحصائية في جميع مستويات العوامل. تم الحصول على المزيج الأمثل للملاط عن طريق إضافة 2.09 ٪ سيكامنت إن إن واستبدال 5 ٪ سي تي إم مع استصواب 0.871. في الخرسانة، كان استبدال 2.05 ٪ سيكامنت إن إن و 5 ٪ سي تي إم مع الرغبة 0.871 هو الأمثل.

Translated Description (French)

Cette étude vise à optimiser le matériau de termitière calcinée incorporé dans le mortier et le béton à l'aide de la méthodologie Response Surfaces Methodology (RSM). Le matériau de termitière calciné remplaçant le ciment dans le mortier et le béton variait de 5 à 15 % à un intervalle de 5 % dans le mortier et le béton. Le Sikament NN a été ajouté de 1,0 à 3,0 à un intervalle de 1,0. Les essais réalisés sur mortier étaient : consistance et temps de prise. Pour le béton, des éprouvettes ont été coulées et testées à l'échec pour tous les mélanges pour des durées de durcissement de 3, 7, 28, 60 et 90 jours. La modélisation et l'optimisation ont été réalisées à l'aide de la version 11.0 du logiciel Design-Expert avec des niveaux CTM (5%, 10% et 15%) et Sikament NN (1,0%, 2,0% et 3,0%) prenant comme variables d'entrée. Les réponses de sortie pour le mortier étaient la consistance, les temps de prise, sur l'essai de résistance à la compression du béton après 3, 7, 28, 60 et 90 jours de durcissement. Une comparaison a été faite avec les performances du mortier et du béton mélangés CTM avec le mortier et le béton témoins en termes de consistance, de temps de prise et de résistance à la compression du béton. Les résultats de l'analyse de la variance (ANOVA) indiquent que CTM et Sikament sont des variables influentes dans les modèles développés et que tous les modèles RSM sont statistiquement significatifs dans tous les niveaux de facteurs. Le mélange optimal pour le mortier a été obtenu par l'ajout de 2,09 % de Sikament NN et le remplacement de 5 % de CTM avec une désirabilité de 0,871. Dans le béton, le remplacement de 2,05 % de Sikament NN et de 5 % de CTM avec une désirabilité de 0,871 était optimal.

Translated Description (Spanish)

Este estudio está dirigido a la optimización del material de montículo de termitas calcinado incorporado en mortero y concreto utilizando la Metodología de Superficies de Respuesta (RSM). El material del montículo de termitas calcinado que sustituye al cemento en el mortero y el concreto varió de 5 a 15% a intervalos de 5% en el mortero y el concreto. Se añadió Sikament NN de 1.0 a 3.0 a intervalos de 1.0. Las pruebas realizadas en el mortero fueron: consistencia y tiempos de fraguado. Para el hormigón, las muestras se fundieron y se probaron hasta la falla para todas las mezclas durante períodos de curado de 3, 7, 28, 60 y 90 días. El modelado y la optimización se llevaron a cabo utilizando el software Design-Expert versión 11.0 con niveles de CTM (5%, 10% y 15%) y Sikament NN (1.0%, 2.0% y 3.0%) tomando como variables de entrada. Las respuestas de salida para el mortero fueron consistencia, tiempos de fraguado, en la prueba de resistencia a la compresión del concreto después de 3, 7, 28, 60 y 90 días de curado. Se comparó el rendimiento de la mezcla de mortero y hormigón CTM con los controles de mortero y hormigón en términos de consistencia, tiempos de fraguado y resistencia a la compresión del hormigón. Los resultados del análisis de varianza (ANOVA) indican que tanto CTM como Sikament son variables influyentes en los modelos desarrollados y todos los modelos RSM son estadísticamente significativos en todos los niveles de factores. La mezcla óptima para el mortero se obtuvo mediante la adición de 2.09% de Sikament NN y 5% de reemplazo de CTM con 0.871 de conveniencia. En concreto, el reemplazo de 2.05% de Sikament NN y 5% de CTM con conveniencia 0.871 fue el óptimo.

Files

GJETA-2023-0020.pdf.pdf

Files (226 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5360980bad11bf9723da89687501effc
226 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحسين مواد كومة النمل الأبيض المكلسة (CTM) والملاط والخرسانة باستخدام منهجية أسطح الاستجابة
Translated title (French)
Optimisation du mortier et du béton de matériau de meulage de termite calciné (MTC) à l'aide de la méthodologie des surfaces de réponse
Translated title (Spanish)
Optimización de Mortero y Concreto de Material Termitero Montículo Calcinado (CTM) utilizando Metodología de Superficies de Respuesta

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4320186819
DOI
10.30574/gjeta.2023.14.2.0020

Is supplement to
https://openalex.org/W3119944800 (Other)
https://openalex.org/W2944045227 (Other)
https://openalex.org/W2914625898 (Other)
https://openalex.org/W2560433096 (Other)
https://openalex.org/W2354553994 (Other)
https://openalex.org/W2086416255 (Other)
https://openalex.org/W2085236053 (Other)
https://openalex.org/W2049338299 (Other)
https://openalex.org/W2035844484 (Other)
https://openalex.org/W2020029962 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W2006990976