Published July 27, 2023
| Version v1
Publication
Open
Predicting compressive strength of eco-friendly plastic sand paver blocks using gene expression and artificial intelligence programming
Creators
- 1. University of Technology Malaysia
- 2. Abbottabad University of Science and Technology
- 3. COMSATS University Islamabad
- 4. University of Engineering and Technology Peshawar
- 5. National University of Uzbekistan
- 6. Princess Nourah bint Abdulrahman University
- 7. Riphah International University
- 8. Future University in Egypt
Description
Abstract Plastic sand paver blocks provide a sustainable alternative by using plastic waste and reducing the need for cement. This innovative approach leads to a more sustainable construction sector by promoting environmental preservation. No model or Equation has been devised that can predict the compressive strength of these blocks. This study utilized gene expression programming (GEP) and multi-expression programming (MEP) to develop empirical models to forecast the compressive strength of plastic sand paver blocks (PSPB) comprised of plastic, sand, and fibre in an effort to advance the field. The database contains 135 results for compressive strength with seven input parameters. The R 2 values of 0.87 for GEP and 0.91 for MEP for compressive strength reveal a relatively significant relationship between predicted and actual values. MEP outperformed GEP by displaying a higher R 2 and lower values for statistical evaluations. In addition, a sensitivity analysis was conducted, which revealed that the sand grain size and percentage of fibres play an essential part in compressive strength. It was estimated that they contributed almost 50% of the total. The outcomes of this research have the potential to promote the reuse of PSPB in the building of green environments, hence boosting environmental protection and economic advantage.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
توفر كتل رصف الرمل البلاستيكية بديلاً مستدامًا باستخدام النفايات البلاستيكية وتقليل الحاجة إلى الأسمنت. ويؤدي هذا النهج المبتكر إلى قطاع بناء أكثر استدامة من خلال تعزيز الحفاظ على البيئة. لم يتم ابتكار نموذج أو معادلة يمكن أن تتنبأ بمقاومة الانضغاط لهذه الكتل. استخدمت هذه الدراسة برمجة التعبير الجيني (GEP) والبرمجة متعددة التعبيرات (MEP) لتطوير نماذج تجريبية للتنبؤ بمقاومة الانضغاط لكتل رصف الرمال البلاستيكية (PSPB) المكونة من البلاستيك والرمل والألياف في محاولة للتقدم في هذا المجال. تحتوي قاعدة البيانات على 135 نتيجة لمقاومة الانضغاط مع سبعة معلمات إدخال. تكشف قيم R 2 البالغة 0.87 لـ GEP و 0.91 لـ MEP لقوة الانضغاط عن علاقة مهمة نسبيًا بين القيم المتوقعة والفعلية. تفوقت الهندسة الكهربائية والميكانيكية على التعليم العام من خلال عرض قيمة R 2 أعلى وقيم أقل للتقييمات الإحصائية. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء تحليل للحساسية، والذي كشف عن أن حجم حبيبات الرمل ونسبة الألياف تلعب دورًا أساسيًا في مقاومة الانضغاط. وتشير التقديرات إلى أنهم ساهموا بما يقرب من 50 ٪ من المجموع. تتمتع نتائج هذا البحث بالقدرة على تعزيز إعادة استخدام PSPB في بناء البيئات الخضراء، وبالتالي تعزيز حماية البيئة والميزة الاقتصادية.Translated Description (French)
Résumé Les blocs de pave-sable en plastique offrent une alternative durable en utilisant des déchets plastiques et en réduisant le besoin de ciment. Cette approche innovante conduit à un secteur de la construction plus durable en favorisant la préservation de l'environnement. Aucun modèle ou équation n'a été conçu pour prédire la résistance à la compression de ces blocs. Cette étude a utilisé la programmation de l'expression génique (PEG) et la programmation multi-expression (MEP) pour développer des modèles empiriques afin de prévoir la résistance à la compression des blocs de pavés de sable en plastique (PSPB) composés de plastique, de sable et de fibres dans le but de faire progresser le domaine. La base de données contient 135 résultats pour la résistance à la compression avec sept paramètres d'entrée. Les valeurs R 2 de 0,87 pour la PEG et de 0,91 pour la MEP pour la résistance à la compression révèlent une relation relativement significative entre les valeurs prédites et réelles. Le MEP a surperformé la PEG en affichant des valeurs de R 2 plus élevées et plus faibles pour les évaluations statistiques. En outre, une analyse de sensibilité a été menée, qui a révélé que la taille des grains de sable et le pourcentage de fibres jouent un rôle essentiel dans la résistance à la compression. On a estimé qu'ils représentaient près de 50 % du total. Les résultats de cette recherche ont le potentiel de promouvoir la réutilisation du PSPB dans la construction d'environnements verts, renforçant ainsi la protection de l'environnement et l'avantage économique.Translated Description (Spanish)
Resumen Los bloques de adoquines de arena de plástico proporcionan una alternativa sostenible mediante el uso de residuos plásticos y la reducción de la necesidad de cemento. Este enfoque innovador conduce a un sector de la construcción más sostenible al promover el cuidado del medio ambiente. No se ha ideado ningún modelo o ecuación que pueda predecir la resistencia a la compresión de estos bloques. Este estudio utilizó la programación de expresión génica (GEP) y la programación de expresión múltiple (MEP) para desarrollar modelos empíricos para pronosticar la resistencia a la compresión de los bloques de pavimentación de arena de plástico (PSPB) compuestos de plástico, arena y fibra en un esfuerzo por avanzar en el campo. La base de datos contiene 135 resultados de resistencia a la compresión con siete parámetros de entrada. Los valores de R 2 de 0,87 para GEP y 0,91 para MEP para resistencia a la compresión revelan una relación relativamente significativa entre los valores previstos y reales. MEP superó a GEP al mostrar un R 2 más alto y valores más bajos para las evaluaciones estadísticas. Además, se realizó un análisis de sensibilidad, que reveló que el tamaño del grano de arena y el porcentaje de fibras juegan un papel esencial en la resistencia a la compresión. Se estimó que aportaron casi el 50% del total. Los resultados de esta investigación tienen el potencial de promover la reutilización de PSPB en la construcción de entornos verdes, impulsando así la protección del medio ambiente y la ventaja económica.Files
s41598-023-39349-2.pdf.pdf
Files
(2.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1b7e7240689814e8bf2904605556ac15
|
2.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- توقع القوة الضاغطة لكتل الرصف البلاستيكية الصديقة للبيئة باستخدام التعبير الجيني وبرمجة الذكاء الاصطناعي
- Translated title (French)
- Prédire la résistance à la compression des blocs de finisseur de sable en plastique respectueux de l'environnement à l'aide de l'expression génique et de la programmation de l'intelligence artificielle
- Translated title (Spanish)
- Predicción de la resistencia a la compresión de bloques de adoquines de arena de plástico ecológicos utilizando la expresión génica y la programación de inteligencia artificial
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4385307041
- DOI
- 10.1038/s41598-023-39349-2
References
- https://openalex.org/W1898189654
- https://openalex.org/W1980352449
- https://openalex.org/W2040492000
- https://openalex.org/W2066452020
- https://openalex.org/W2104832758
- https://openalex.org/W2120484638
- https://openalex.org/W2132845440
- https://openalex.org/W2277974698
- https://openalex.org/W2295254170
- https://openalex.org/W2556156268
- https://openalex.org/W2560906486
- https://openalex.org/W2770853939
- https://openalex.org/W2775434607
- https://openalex.org/W2794315224
- https://openalex.org/W2886514679
- https://openalex.org/W2889301216
- https://openalex.org/W2893482420
- https://openalex.org/W2941990803
- https://openalex.org/W2946148730
- https://openalex.org/W2947856739
- https://openalex.org/W2976039593
- https://openalex.org/W2977280727
- https://openalex.org/W2991106054
- https://openalex.org/W3000566782
- https://openalex.org/W3007775089
- https://openalex.org/W3009520784
- https://openalex.org/W3012181011
- https://openalex.org/W3017964923
- https://openalex.org/W3044078176
- https://openalex.org/W3081231874
- https://openalex.org/W3093775993
- https://openalex.org/W3099728781
- https://openalex.org/W3102103361
- https://openalex.org/W3110407943
- https://openalex.org/W3132461592
- https://openalex.org/W3133825471
- https://openalex.org/W3135127814
- https://openalex.org/W3136814736
- https://openalex.org/W3141742061
- https://openalex.org/W3146599946
- https://openalex.org/W3164533052
- https://openalex.org/W3173251612
- https://openalex.org/W3177406984
- https://openalex.org/W3181187353
- https://openalex.org/W3183139758
- https://openalex.org/W3184897024
- https://openalex.org/W3193791026
- https://openalex.org/W3197972625
- https://openalex.org/W3199294532
- https://openalex.org/W419767010
- https://openalex.org/W4205896911
- https://openalex.org/W4206518084
- https://openalex.org/W4221019965
- https://openalex.org/W4221092976
- https://openalex.org/W4225277218
- https://openalex.org/W4282560382
- https://openalex.org/W4282915736
- https://openalex.org/W4288077084
- https://openalex.org/W4291109585
- https://openalex.org/W4297229106
- https://openalex.org/W4300961345
- https://openalex.org/W4308360611
- https://openalex.org/W4308422404
- https://openalex.org/W4308615741
- https://openalex.org/W4309152377
- https://openalex.org/W4309265093
- https://openalex.org/W4313443334
- https://openalex.org/W4317780800
- https://openalex.org/W4317790451
- https://openalex.org/W4322102726
- https://openalex.org/W4323816820
- https://openalex.org/W4375843010
- https://openalex.org/W4377018322
- https://openalex.org/W4379877700
- https://openalex.org/W608402566
- https://openalex.org/W873259867