Eine Meta-Analyse des Einflusses des Feuchtigkeitsgehalts von recyceltem Betonaggregat auf die Druckfestigkeit von Beton

Um die Umweltauswirkungen von Beton zu reduzieren, sind recycelte Aggregate von erheblichem Interesse. Recyceltes Betonaggregat (RCA) stellt eine erhebliche Ressourcenschance dar, obwohl seine Leistung als Aggregat im Beton variabel ist. Diese Studie präsentiert eine Meta-Analyse der veröffentlichten Literatur, um das Verständnis dafür zu verfeinern, wie der Feuchtigkeitsgehalt von RCA sowie andere Parameter die Druckfestigkeit von Beton beeinflussen. Sieben Modelle des maschinellen Lernens wurden verwendet, um die Druckfestigkeit von Beton mit RCA vorherzusagen, darunter lineare Regression, Support-Vektor-Regressionsanalyse (SVR) und k-nächste Nachbarn (KNN) als Einzelmodelle sowie Entscheidungsbaum, Random Forest, XGBoost und LightGBM als Ensemble-Modelle. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass Ensemble-Modelle, insbesondere das LightGBM-Modell, eine überlegene Vorhersagegenauigkeit im Vergleich zu Einzelmodellen aufwiesen. Das LightGBM-Modell lieferte die höchste Vorhersagegenauigkeit mit R2 = 0,94, RMSE = 4,16 MPa, MAE = 3,03 MPa und Delta RMSE = 1,4 MPa, wodurch es als das ausgewählte endgültige Modell festgelegt wurde. Die Studie, die die Merkmalsbedeutung mit LightGBM als abschließendem Modell einsetzte, identifizierte Alter, Wasser/Zement-Verhältnis und Feingehalt von RCA als Schlüsselfaktoren, die die Druckfestigkeit von Beton mit RCA beeinflussen. In einer Interaktionsplot-Analyse unter Verwendung des endgültigen Modells verbesserte die Senkung des Wasser-Zement-Verhältnisses konstant die Druckfestigkeit, insbesondere im Bereich von 0,3 bis 0,4, während eine Erhöhung des Feingehalt von RCA die Druckfestigkeit verringerte, insbesondere im Bereich von 0,4 bis 0,6. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Aufrechterhaltung von Feuchtigkeitsbedingungen von RCA typischerweise zwischen 0,0 und 0,8 entscheidend war, um die Festigkeit zu maximieren, während extreme Feuchtigkeitsbedingungen, wie der vollständig gesättigte Oberflächen-trockene (SSD) Zustand, sich negativ auf die Festigkeit auswirkten.