شبیه سازی عددی جریان بتن خودمتراکم

چکیده: با توسعه ی روز افزون ساخت و ساز ها و ارایه طرح های معماری پیچیده ضرورت ایجاد بتن های جدید بیش از پیش احساس می شود. زیرا بتن های عادی به دلیل لزجت و گرانروی بالا به خوبی در قالب حرکت نمی کنند و برای جای گیری مناسب در قالب حتماً باید از لرزاننده استفاده شود که منجر به افزایش هزینه ها و کاهش سرعت بتن ریزی می شود. همچنین بتن های عادی نمی توانند از بین آرماتور ها و دیگر موانع موجود در قالب عبور نمایند و سطح مناسبی و بدون تخلخلی را تشکیل دهند. بتن خود متراکم به عنوان راهکاری مناسب برای رفع این مشکلات می باشد. بتن خود متراکم بتنی است که تحت اثر نیروی وزنش به راحتی در قالب و از بین میلگرد ها حرکت کرده و بدون نیاز به استفاده از لرزاننده در قالب جای می گیرد. کاربرد این گونه از بتن ها به دلیل کارایی بالا، ساخت سازه ها با معماری پیچیده و کاهش هزینه های ساخت روز بروز در حال افزایش است. استفاده ی بهینه و مناسب از بتن خود متراکم در گرو شناخت رفتار های حرکتی و مقاومت مکانیکی آن در حین و بعد از بتن ریزی است. در حقیقت قبل از استفاده از بتنی خاص به عنوان بتن خود متراکم باید از روانی مناسب، پایداری در برابر جداشدن سنگدانه ها و عدم انسداد در بتن در هنگام عبور از بین میلگرد ها اطمینان حاصل کرد. شبیه سازی های عددی به عنوان ابزاری مناسب و کارامد جهت بررسی نحوه ی حرکت بتن خود متراکم در قالب می باشد که توسط این روش ها می توان از خود متراکم بودن و کارایی مناسب بتن حین و بعد از بتن ریزی اطلاع یافت. در این تحقیق سعی گردیده تا با استفاده از روش عددی بدون شبکه ی sph حرکت بتن در آزمایش جعبه ی l-شکل شبیه سازی گردد. آزمایش جعبه l-شکل به منظور بررسی کارایی و میزان انسداد در حرکت بتن از بین میلگرد ها به کار می رود. با توجه به آنکه حرکت بتن در این آزمایش همراه با تغییر مکان های زیاد و جریان با سطح آزاد می باشد، روش های بدون شبکه برای شبیه سازی حرکت آن انتخاب گردید، زیرا توانایی این گونه روش ها در شبیه سازی مسایل جریان با سطح آزاد و با تغییر مکان های زیاد به اثبات رسیده است. در این تحقیق بتن به عنوان سیالی همگن و غیر نی وتنی در نظر گرفته شده است که رابطه ی بین تنش برشی و کرنش آن از رابطه ی بینگهام پیروی می کند. در نهایت پس از آنکه مدلی مناسب برای شبیه سازی حرکت بتن تهیه گردید با استفاده از مدل تهیه شده به بررسی بتن های موجود پرداخته و در نهایت نموداری پیشنهاد می گردد که توسط آن می توان میزان کارایی بتن را به عنوان بتن خود متراکم سنجید و از این نمودار برای کاربرد های عملی بهره گرفت. کلمات کلیدی: بتن خود متراکم، روش عددی بدون شبکه sph، آزمایش جعبه l-شکل، سیال غیر نیوتنی