에코의 압축강도 예측

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12149(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

플라스틱 모래 포장 블록은 플라스틱 폐기물을 사용하고 시멘트 필요성을 줄여 지속 가능한 대안을 제공합니다. 이러한 혁신적인 접근 방식은 환경 보존을 촉진함으로써 더욱 지속 가능한 건설 부문으로 이어집니다. 이러한 블록의 압축 강도를 예측할 수 있는 모델이나 방정식은 고안되지 않았습니다. 본 연구에서는 유전자 발현 프로그래밍(GEP)과 다중 발현 프로그래밍(MEP)을 활용하여 플라스틱, 모래, 섬유로 구성된 플라스틱 모래 포장 블록(PSPB)의 압축 강도를 예측하는 실증적 모델을 개발하여 해당 분야의 발전을 도모했습니다. 데이터베이스에는 7개의 입력 매개변수를 사용하여 압축 강도에 대한 135개의 결과가 포함되어 있습니다. 압축 강도에 대한 GEP의 경우 0.87, MEP의 경우 0.91의 R2 값은 예측 값과 실제 값 사이에 상대적으로 중요한 관계를 나타냅니다. MEP는 통계 평가에 대해 더 높은 R2와 더 낮은 값을 표시하여 GEP보다 성능이 뛰어났습니다. 또한, 민감도 분석을 수행하여 모래 입자 크기와 섬유 비율이 압축 강도에 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혔습니다. 전체 금액의 거의 50% 정도를 기여한 것으로 추산된다. 이 연구의 결과는 녹색 환경 구축에서 PSPB의 재사용을 촉진하여 환경 보호와 경제적 이점을 높일 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

플라스틱은 다양한 응용 분야에 자주 사용되는 인공 합성 소재의 일종입니다. 적응성으로 인해 플라스틱은 지난 수십 년 동안 수요가 급격히 증가했습니다. 전 세계적으로 매년 약 3억 톤의 플라스틱 폐기물이 생성되며, 그 중 800만 톤이 바다에 버려집니다1,2. 말레이시아 플라스틱 제조업체 협회(MPMA)3의 보고에 따르면 2018년 말레이시아에서는 약 203만 미터톤의 플라스틱 폐기물이 제조되었으며, 대부분은 포장용으로 사용되었고 나머지는 전기 및 전자 산업에서 사용되었습니다. 제한된 생분해성으로 인해 플라스틱 폐기물의 증가는 다양한 환경적 어려움을 야기하고 있습니다4. 점점 더 많은 플라스틱 폐기물이 부주의하게 환경에 버려지면서 육지와 바다의 오염에 기여하고 유해한 화학 물질을 남깁니다5,6. 이제 플라스틱 폐기물은 특히 해양 및 수생 환경에서 환경 오염의 중요한 원인이며 동물에게 부정적인 결과를 초래한다는 것이 일반적으로 받아들여지고 있습니다7,8. 불활성과 강을 오염시키는 능력으로 인해 플라스틱 폐기물은 최근 몇 년 동안 많은 관심을 끌었습니다9,10. Alabi et al.6 및 Pinto Da Costa et al.11의 연구에 따르면, 플라스틱 폐기물의 확산은 인구 증가와 상관관계가 있으며, 숫자가 높을수록 플라스틱 제품에 대한 수요가 늘어나고 그에 따라 오염이 더 심해집니다.

플라스틱 폐기물 축적을 줄이기 위해 재활용, 일회용 플라스틱 금지 등 다양한 조치가 취해졌습니다. 소요되는 시간과 노력으로 인해 비효율적이며, 전체 구성에서 재활용된 플라스틱 폐기물의 비율은 10% 미만입니다12. 내구성으로 인해 플라스틱 폐기물은 보다 전통적인 건축 자재를 대체할 수 있는 방법으로 연구되었습니다13. 또한 플라스틱 폐기물은 건축 자재의 압축 강도, 수분 흡수율 및 수명을 향상시킬 수 있습니다. 플라스틱 폐기물은 건설 산업 내에서 다양한 용도로 활용되었습니다14,15,16,17. 지난 10년 동안 플라스틱 폐기물을 건축 분야의 대체 재료로 재활용하려는 연구가 증가해 왔습니다. 많은 연구자들이 최근 플라스틱 폐기물을 건축 자재의 구성 요소로 재사용하는 것을 조사했습니다18,19,20. 연구 결과에 따르면 플라스틱 폐기물이 기존 재료 대신 사용될 수 있지만 실제 사용에는 제한이 있습니다. 건축 자재에 플라스틱 폐기물을 재사용하면 압축 강도가 낮아질 수 있으므로 이 주제에 대한 합의가 거의 이루어지지 않았습니다. 이전에 연구자들은 플라스틱 폐기물이 제품의 압축 강도를 증가시킨다는 사실을 발견했습니다21,22,23. 따라서 플라스틱 폐기물을 건축자재에 혼입시키는 효과를 물리적 특성과 압축강도 측면에서 살펴보는 것이 중요하다.