Modelo para dosificación de mezclas de hormigón utilizando lógica difusa

• Santamaría, Jorge ^[1] ; Morales, Luis  ; Pilaluisa, José ^[1]
  1. [1] Universidad Central del Ecuador

     Universidad Central del Ecuador

     Quito, Ecuador

     
• Localización: FIGEMPA: Investigación y Desarrollo, ISSN-e 2602-8484, Vol. 1, Nº. 1, 2018 (Ejemplar dedicado a: MAN), págs. 54-61
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • A model for concrete mixture design using fuzzy logic
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• Resumen
  • español

    El hormigón, mezcla de cemento Portland, agua, y agregados, es comúnmente utilizado en la industria de la construcción con un alto porcentaje de fabricación in-situ. Las proporciones de cada uno de los componentes de la mezcla es de mucha importancia para asegurar la calidad producto (esfuerzo de compresión). Actualmente, varios métodos empíricos para el diseño de mezclas de hormigón son utilizados; sin embargo, éstos son basados en su mayoría en ecuaciones, tablas y/o correlaciones, sin considerarse experiencias pasadas y/o datos experimentales. El presente estudio ilustra la aplicación de la teoría de lógica difusa para desarrollar un modelo que permite estimar las proporciones de los componentes del hormigón al peso, sin utilizar aditivo. Las variables independientes (datos de entrada) seleccionadas fueron las que comúnmente se usan para diseño de mezclas. Datos históricos experimentales y la experiencia del técnico de hormigón fue empleada para la construcción de las funciones de membresía (FMs) y las reglas difusas. El sistema de inferencia lógico (SIL) Mamdani fue escogido para construir el modelo en razón de que éste permite trabajar con varias salidas (relación agua – cemento y agregados). Los resultados indican que el SIL es capaz de estimar las proporciones de una mezcla de hormigón de manera aceptable (R2=95.1%); sin embargo, el modelo se lo puede mejorar a medida que se disponga de mayor conocimiento del sistema. Además, el modelo puede hacer uso de la información que reposa en archivos y las experiencias personales de los técnicos para la elaboración de modelos particulares para cada proyecto.

  • English

    Concrete, a mixture of Portland cement, water and aggregates, is commonly used in the construction industry with high percentage of in-situ fabrication. The proportions of each mixture component is very important to ensure its quality (i.e., compressive strength). Nowadays, several empirical mixture design procedures are utilized; however, the majority of them are based on equations, tables and/or correlations, without considering past experiences and/or experimental data. The present study illustrates the application of fuzzy logic theory for developing a model for estimating concrete mixture proportions by weight, without admixtures. The selected independent variables (input data) were those that are commonly used for concrete mixture design. Historical experimental data and concrete technician’s experience were utilized for creating membership functions (FMs) and fuzzy rules. Mamdani fuzzy inference system (SIL) was used for developing the model since this allows to have several outputs (e.g., water – cement ratio and aggregates). The results indicate that the SIL is able to estimate concrete mixture proportions very well (R2=95.1%);however, the model can be improved as long as new knowledge of the system is available. Furthermore, the model is able to use stored data and technical personal experience in order to develop particular models for each project.