ارزیابی جریان رطوبت و حرارت در بتن

سازه های بتنی همواره در شرایط تهاجم آب های املاح دار، فرسایش ناشی از جریان شدید آب و گرادیان حرارتی بالا قرار دارند. بدین علت بتن این سازه ها تحت تهاجم سولفات ها و اختلاف حرارتی شدید قرار گرفته و خوردگی آرماتورها و افزایش حجم آنها باعث ترک خوردگی و ازهم پاشیدگی بتن می گردد. این آسیب دیدگی ها باعث آسیب های ناخواسته در خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی بتن گردیده و معمولاً با متلاشی شدن اجزای بتن همراه می باشد. تهاجم یونها، نفوذ عوامل خورنده و کلا ایجاد آسیب در داخل بتن توسط عوامل خارجی عموما به نحوه انتقال و با انتشار این عوامل در داخل بتن وابسته است که مستقیما متاثر از شرایط فیزیکی موجود در داخل شبکه منافذ بتن نظیر نحوه انتشار دما و رطوبت می باشد. از سوی دیگر جریان و توزیع رطوبت منفذی و حرارت در بتن مستقل از هم نبوده و بر مبنای مشاهدات صورت گرفته کاملا به یکدیگر وابسته هستند بعبارت دیگر برای برآورد و تخمین توزیع رطوبت و حرارت در بتن نیاز به تحلیل این دو جریان بطور همزمان می باشد. با توجه به اهمیت موضوع در این پایان نامه با استفاده از روش اجزای محدود جریان همزمان رطوبت و حرارت در بتن آنالیز شده است. برای این منظور پس از حل معادلات حاکم بر جریان همزمان رطوبت و حرارت در بتن برنامه تحلیل جریان در محیط matlab نوشته شده است. نتایج آنالیز عددی با داده های آزمایشگاهی مقایسه شده که بیانگر انطباق مناسب این دو می باشد. نفوذپذیری به عنوان یکی از عوامل اصلی تأثیرگذار در انتقال رطوبت به شمار می رود. در این پایان نامه نمونه های بتنی گوناگون با نفوذپذیری، سن، رطوبت نسبی و ضریب هدایت حرارتی مختلف تحت گرادیان های مختلف مورد آنالیز عددی قرار گرفتند. با توجه به نتایج بدست آمده از آنالیز عددی نمونه های بتنی مشخص شد هر چه روند اعمال حرارت کندتر باشد، تأثیر نفوذپذیری در توزیع فشار در نمونه بتنی بیشتر است و در حرارت های بالاتر این تأثیر کمتر می شود. بر مبنای نتایج بدست آمده تأثیر سن و رطوبت در توزیع دما در نمونه بتنی تحت حرارت اندک است. و تنها تاثیر ضریب هدایت حرارتی در توزیع دما قابل توجه است.