Synergistic effects and optimization of palm oil fuel ash and jute fiber in sustainable concrete

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a statistical optimization framework (RSM) for balancing mechanical performance and carbon footprint in sustainable concrete.

🏢実務担当者:Concrete manufacturers can adopt the optimized mix proportions to produce lower-carbon products using locally available agro-waste.

🏛政策担当者:Supports policies promoting alternative cementitious materials and natural fibers in construction for national decarbonization targets.

Portland cementの広範な使用は、世界の炭素排出に大きく寄与しており、建設における持続可能な代替材料が求められている。本研究は、補助セメント質材料であるパーム油燃料灰（POFA）と、天然補強材であるジュート繊維（JF）の複合的な影響を、コンクリートの性能および環境効率に及ぼす影響について調査するものである。実験試験では、圧縮強度、引張強度、曲げ強度、弾性係数、および超音波パルス速度を評価するとともに、体積炭素排出量および環境強度効率も評価した。応答曲面法（RSM）を用いて応答をモデル化し、多目的最適化によって理想的な配合割合を決定した。結果は、10% POFAと併せて0.10% JFを混入することで、機械的性能が最大26%向上する一方、25% POFA置換が最も低い体積炭素排出量をもたらすことを示している。最適化された配合（12.66% POFAおよび0.244% JF）は、86%の望ましさ指数を達成し、強度と持続可能性のバランスを取った。これらの知見は、統計的最適化に裏付けられた農業廃棄物灰と天然繊維の統合が、環境効率の高い高性能コンクリートを製造するための実行可能な経路を提供し、それによって持続可能な建設慣行を前進させるという新たな証拠を提供するものである。今後の研究では、微細構造および耐久性評価を通じてこれらの知見を拡張し、POFA-JFコンクリートの長期的な持続可能性をさらに検証することができる。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

The extensive use of Portland cement significantly contributes to global carbon emissions, demanding sustainable alternatives in construction. This study investigates the combined influence of palm oil fuel ash (POFA), a supplementary cementitious material, and jute fiber (JF), a natural reinforcement, on the performance and eco-efficiency of concrete. Experimental tests assessed compressive, tensile, flexural strengths, modulus of elasticity, and ultrasonic pulse velocity, alongside embodied carbon and eco-strength efficiency. Response Surface Methodology (RSM) was employed to model responses, while multi-objective optimization determined the ideal mix proportions. Results reveal that incorporating 0.10% JF with 10% POFA enhances mechanical performance by up to 26%, while 25% POFA substitution yields the lowest embodied carbon. The optimized blend (12.66% POFA and 0.244% JF) achieved an 86% desirability index, balancing strength and sustainability. These findings provide new evidence that the integration of agro-waste ash with natural fibers, supported by statistical optimization, offers a viable pathway for producing eco-efficient, high-performance concrete, thereby advancing sustainable construction practices. Future work may extend these findings through microstructural and durability assessment to further validate the long-term sustainability of POFA-JF concrete.

• semanticscholar https://doi.org/10.1038/s41598-025-27579-5first seen 2026-06-29 07:08:31 · last seen 2026-08-09 05:51:04