بررسی و شبیه سازی انتشار تسریع شده یون کلرید در محیط متخلخل و تصادفی بتن بوسیله روش اجزاء محدود

پژوهش حاضر نتایج بررسی آزمایشگاهی تأثیر مقادیر مختلف نسبت آب به مواد سیمانی، نسبت میکروسیلیس به مواد سیمانی، عیار مواد سیمانی و نوع سنگدانه برخواص مکانیکی و دوام انواع بتن، خصوصاً دوام آنها در برابر خوردگی میلگردها را نشان می دهد. مخلوط های مطالعه شده در این پژوهش دارای نسبت آب به مواد سیمانی 0/35، 0/40و 0/45 می باشد که برای هر یک ازآنها سه نسبت میکروسیلیس به مواد سیمانی 0%، 7%و 10% دو مقدار مواد سیمانی 350، 400 کیلوگرم در متر مکعب استفاده شده است. درتهیه مخلوط ها سیمان پرتلند نوع یک تهران و دو درشت دانه متفاوت شامل درشت دانه نیم سبک سازه ای لیکا و شن طبیعی بکار رفته اند و افزودنی فوق روان کننده از نوع مورد استفاده قرار گرفته است. آزمایش های انجام گرفته در این پژوهش شامل آزمایش مقاومت فشاری، جذب آب موئینه، مقاومت الکتریکی و آزمایش پیشنهادی تعیین ضریب انتشار یون کلرید به صورت تسریع شده است. پس از تهیه آزمونه ها، عمل آوری و انجام آزمایش ها در زمان های مشخص، مشاهده شد که با ثابت نگه داشتن عیار مواد سیمانی و نسبت میکرو سیلیس به مواد سیمانی، کاهش نسبت آب به سیمان موجب بهبود خصوصیات مکانیکی و دوام مخلوط ها می گردد. همچنین در هر یک از نسبت های آب به مواد سیمانی و در یک عیار مواد سیمانی ثابت، افزایش مقدار درصد میکروسیلیس به مواد سیمانی موجب افزایش مقاومت فشاری، افزایش مقاوت الکتریکی، کاهش ضریب جذب موئینه آب s می گردد و کاهش عیار مواد سیمانی از 400 به 350 کیلوگرم بر متر مکعب نیز موجب بهبود خواص مکانیکی و دوام مخلوط ها می شود. تأثیر میکروسیلیس در ضریب انتشار یون کلرید بتن به علت وجود محدودیت زمانی در انجام آزمایش ها، نشان دهند? کاهش نفوذ پذیری یون کلرید به میزان قابل ملاحظه ای بود بطوریکه در بتن های میکروسیلیسی عملاً نفوذی مشاهده نشد. البته در آینده می توان با افزایش زمان تحقیق از نتایج کّمی برای ضریب انتشار یون کلرید در بتن های توانمند آگاهی یافت. با توجه به نتایج حاصله از این پژوهش توصیه می گردد که برای ساخت بتن های معمولی و نیمه سبک سازه ای با خواص مکانیکی و دوام مناسب، در کنار پایین نگه داشتن نسبت آب به مواد سیمانی و افزایش مقدار میکروسیلیس، مقدار عیار مواد سیمانی موجود در آنها را نیز در محدوده 350 کیلو گرم در مترمکعب انتخاب نمود. در ادام? تحقیق با مدلسازی های برازشی مقادیر ضریب انتشار یون کلرید در بتن های مورد آزمایش بدست آمده اند. این ضریب انتشار نهایتاً در مدلسازی های اجزاء بتن به صورت دو بعدی به منظور تحلیل و شبیه سازی حالات گوناگون بکار گرفته شده اند. حالات مورد مطالعه شامل مقایسه انتشار یک بعدی شبیه سازی شده یون کلرید با نتایج آزمایش های واقعی، انتشار دو بعدی یون کلرید در مقاطع تیرهای بتن مسلح، انتشار دو بعدی یون کلرید در مقاطعی با تخلخل و ترک می باشد. این نمونه ها نشان دهند? این واقعیت هستند که می توان نتایج آزمایشگاهی را با تئوری انتشار یون کلرید در بتن در عمل ترکیب نمود و گزینه های مطرح را با شبیه سازی مورد مطالعه قرار داد و از نتایج حاصله زمان آغاز خوردگی را بدست آورد و مدیریت تعمیر و نگهداری سازه هایی مانند پل ها را پیش برد.