Specialized Center for Organizing Scientific Conferences مجله بین‌المللی عمران، معماری و شهرسازی 1 2 (زمستان) 2026 07 09 Optimization of Mixing Design and Performance Evaluation of Recycled Concretes Containing Construction Waste Aggregates and Polypropylene Fibers in Different Environmental Conditions بهینه سازی طرح اختلاط و ارزیابی عملکرد بتن های بازیافتی حاوی سنگدانه های ضایعات ساختمانی و الیاف پلی پروپیلن در شرایط محیطی مختلف 45 64 10.22051/jera.2021.31891.2698 FA محمد دکتری مهندسی و مدیریت ساخت، گروه فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجفآباد، نجفآباد، ایران. 2026 07 09 The construction industry is facing increasing environmental challenges, including the production of huge volumes of construction waste and the excessive consumption of natural resources. Recycled concrete containing construction waste aggregates and polypropylene fibers has been proposed as a sustainable solution to reduce these problems. However, the performance of this type of concrete is affected by several factors and requires careful optimization of the mixing design. The present study was conducted with the aim of optimizing the mixing design and evaluating the performance of recycled concretes containing construction waste aggregates and polypropylene fibers in different environmental conditions. For this purpose, the effect of different replacement ratios of recycled aggregate (0 to 100%), percentage of polypropylene fibers (0 to 3% by volume), water-to-cement ratio, and supplementary cementitious materials on the mechanical properties, durability, and rheological behavior of concrete was investigated. The results show that replacing natural aggregate with recycled aggregate up to 50%, using polypropylene fibers and pozzolanic materials, does not have a significant effect on reducing compressive strength and in some cases, improves durability properties such as frost resistance. Polypropylene fibers increase energy absorption and ductility of concrete by creating a bridging effect in cracks and compensate for the loss of strength caused by the use of recycled aggregate. Statistical analyses using the response surface methodology showed that quadratic models with a coefficient of determination greater than 0.95 are capable of accurately predicting the properties of recycled concrete. Simultaneous optimization of mechanical, durability and environmental properties showed that the use of 35-45% recycled coarse aggregate and 30-45% recycled fine aggregate, along with 0.1-0.5% polypropylene fibers, provides the best performance. Also, life cycle analysis showed that the use of recycled aggregate and polypropylene fibers can reduce greenhouse gas emissions by up to 60%. The findings of this study indicate that with optimal design, recycled concrete reinforced with polypropylene fibers can be used as a sustainable and functional alternative to conventional concrete in various environmental conditions. صنعت ساخت وساز با چالش های زیست محیطی فزاینده ای از جمله تولید حجم عظیم پسماندهای ساختمانی و مصرف بی رویه منابع طبیعی مواجه است. بتن بازیافتی حاوی سنگدانه های ضایعات ساختمانی و الیاف پلی پروپیلن به عنوان یک راهکار پایدار برای کاهش این مشکلات مطرح شده است. با این حال، عملکرد این نوع بتن تحت تأثیر عوامل متعددی قرار دارد و نیازمند بهینه سازی دقیق طرح اختلاط است. پژوهش حاضر با هدف بهینه سازی طرح اختلاط و ارزیابی عملکرد بتن های بازیافتی حاوی سنگدانه های ضایعات ساختمانی و الیاف پلی پروپیلن در شرایط محیطی مختلف انجام شده است. بدین منظور، اثر نسبت های مختلف جایگزینی سنگدانه بازیافتی (۰ تا ۱۰۰ درصد)، درصد الیاف پلی پروپیلن (۰ تا ۳ درصد حجمی)، نسبت آب به سیمان، و مواد سیمانی مکمل بر خواص مکانیکی، دوام، و رفتار رئولوژیکی بتن بررسی شد. نتایج نشان می دهد که جایگزینی سنگدانه طبیعی با سنگدانه بازیافتی تا ۵۰ درصد، با بهره گیری از الیاف پلی پروپیلن و مواد پوزولانی، تأثیر چشمگیری بر کاهش مقاومت فشاری نداشته و در برخی موارد، خواص دوامی مانند مقاومت در برابر یخ زدگی را بهبود می بخشد. الیاف پلی پروپیلن با ایجاد اثر پل زنی در ترک ها، جذب انرژی و شکل پذیری بتن را افزایش داده و افت مقاومت ناشی از استفاده از سنگدانه بازیافتی را جبران می کند. تحلیل های آماری با استفاده از روش سطح پاسخ نشان داد که مدل های درجه دوم با ضریب تبیین بیش از ۰٫۹۵، قابلیت پیش بینی دقیق خواص بتن بازیافتی را دارند. بهینه سازی هم زمان خواص مکانیکی، دوامی و زیست محیطی نشان داد که استفاده از ۳۵ تا ۴۵ درصد سنگدانه درشت بازیافتی و ۳۰ تا ۴۵ درصد سنگدانه ریز بازیافتی، همراه با ۰٫۱ تا ۰٫۵ درصد الیاف پلی پروپیلن، بهترین عملکرد را ارائه می دهد. همچنین، تحلیل چرخه حیات نشان داد که استفاده از سنگدانه بازیافتی و الیاف پلی پروپیلن می تواند انتشار گازهای گلخانه ای را تا ۶۰ درصد کاهش دهد. یافته های این پژوهش نشان می دهد که با طراحی بهینه، بتن بازیافتی مسلح به الیاف پلی پروپیلن می تواند به عنوان جایگزینی پایدار و عملکردی برای بتن معمولی در شرایط محیطی مختلف مورد استفاده قرار گیرد. /downloadfilepdf/66634