Synergistic Influence of Multi-Walled Carbon Nanotubes and Nanosilica Powder on Mechanical Performance of Mortar with Demolished Concrete Waste Aggregate and Polypropylene Fibers Addition Using Taguchi Design of Experiment
Notice bibliographique
Résumé
This study investigates the synergistic influence of multi-walled carbon nanotubes (MWC-NTs), nanosilica powder (NSP), and polypropylene fiber waste (PFW) on the mechanical performance of mortar incorporating demolished concrete waste aggregates (DCWA). The replacement of natural aggregates with DCWA typically results in strength reductions and weak interfacial transition zones; therefore, the combined use of nanomaterials and microfibers is proposed as a mitigation strategy. A Taguchi Design of Experiments (DOE) approach was employed to optimize mix parameters, including MWCNT dosage, NSP content, PFW volume fraction, and DCWA replacement level. Mortar mixtures were prepared with MWCNTs (0-0.1% by binder weight), NSP (0-2% by binder weight), PFW (0-0.3% by volume), and DCWA (0-20% replacement of fine sand). Mechanical performance was assessed through compressive and flexural strength tests. A combined statistical approach using the Pareto chart and ANOVA identified the most influential parameters and their respective contributions to the response variable. The innovative aspect of this research lies in the synergistic integration of MWCNTs, NSP, demolished concrete waste, and polypropylene fiber waste within the mortar matrix, with the incorporation of nanomaterials specifically intended to compensate for the strength reduction typically induced by the use of demolition concrete waste aggregates. Although a potential nano-scale synergy between MWCNTs and NSP was initially considered, the experimental results indicated that the most relevant synergistic effects occurred among broader mix parameters rather than specifically between the two nanomaterials. Even so, when assessed individually, both nanomaterials contributed to improving the mechanical characteristics of the mortar-particularly nanosilica, which demonstrated a more pronounced effect-yet these individual enhancements did not translate into a distinct synergistic interaction between MWCNTs and NSP. The Taguchi DOE proved to be an efficient tool for multiple factor analysis, enabling reliable identification of the most influential parameters with a minimum number of tests. Its application facilitated the development of mortar mixtures that effectively integrate demolition waste while achieving enhanced mechanical performance through nano- and micro-scale reinforcement.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».