Przeskocz do nawigacji głównej Przeskocz do wyszukiwania Przeskocz do głównej treści

Multi-objective optimization of thermal and mechanical properties of lightweight foam concrete with Binary Blend of fly ash and silica fume

  • Atif Khan
  • , Afsar Ali
  • , Syed Saqib Mehboob
  • , Aisha Tayyab
  • , Diyar Khan
  • , Muhammad Mursaleen
  • , Aïssa Rezzoug
  • , Mounir Ltifi
  • University of Louisiana at Lafayette
  • University of Engineering and Technology, Taxila
  • Al-Imam Muhammad Ibn Saud Islamic University

Wyniki badań: Wkład do czasopisma › Artykuł › recenzja

5 Cytowania z bazy Scopus

Abstrakt

This study systematically optimizes lightweight foam concrete (LWFC) formulations to balance thermal insulation and mechanical strength, which is critical for sustainable construction. Using the Taguchi method, sixteen mix designs were evaluated for compressive strength, density, and thermal conductivity, incorporating fly ash (FA), silica fume (SF), detergent, and sugar as key variables. Results reveal that optimal FA (30 %), and SF (15 %) enhance compressive strength by 18 % through pozzolanic reactivity and microstructural densification, confirmed via Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and X-ray Diffraction (XRD) analyses. While higher detergent content (>8 %) increases porosity, reducing strength and thermal conductivity, moderate sugar (4 %) improves workability without sacrificing lightweight properties. The optimized mix (435 kg/m3 binder, 30 % FA, 15 % SF, 8 % detergent, 4 % sugar) achieves a low density (1487 kg/m3), exceptional thermal insulation (λ: 0.29 W/m·K), and relatively high mechanical performance for its density class, demonstrating its viability for energy-efficient building applications. This work provides actionable insights for designing eco-friendly LWFC with tailored properties, addressing both structural and thermal demands in modern construction.

Język oryginałuangielski
Numer artykułu115387
CzasopismoJournal of Building Engineering
Tom120
Identyfikatory DOI
Status publikacjiOpublikowano - 15 lut 2026

Cele SDG ONZ

Ten wynik przyczynia się do realizacji następujących celów zrównoważonego rozwoju

  1. Cel 7 - Przystępna i czysta energia
    Cel 7 Przystępna i czysta energia
  2. Cel 12 - Odpowiedzialne zużycie i produkcja
    Cel 12 Odpowiedzialne zużycie i produkcja

Obszary tematyczne ASJC Scopus

  • Architektura
  • Inżynieria lądowa i strukturalna
  • Budownictwo
  • Bezpieczeństwo, ryzyko, niezawodność i jakość
  • Mechanika materiałowa

Fingerprint

Zanurz się w tematy badawcze publikacji „Multi-objective optimization of thermal and mechanical properties of lightweight foam concrete with Binary Blend of fly ash and silica fume”. Razem tworzą niepowtarzalny odcisk palca.

Cytowanie