18032

18032

شبيه سازي عددي طول عمر وابسته به زمان سازههاي بتني در مناطق مستعد سولفاته شدن

كارشناسي ارشد

سازه

مهرماه 1396

دكتر شايان فر

دكتر قانوني بقا

عمران

بتن يكي از اساسيترين مصالح مورد استفاده در ساخت و سازههاي عمراني ميباشد. يكي از موضوعات پر اهميت در طراحي و ساخت سازههاي بتني، عمر سرويس دهي آن هاست. اما دوام آن در برابر شرايط محيطي مهاجم و علي الخصوص اسيدي ناشي از نفوذ يون سولفات، باعث كاهش دوام در برخي از مناطق به خصوص مناطق ساحلي و دريايي شده است. مهمترين و شايعترين موادي كه در آنها سولفات وجود دارد كه موجب خرابي بتن خواهند شد، سولفات منيزيم، سديم و كلسيم ميباشند. در مدل هاي معرفي شده تا كنون در خصوص ميزان عمق نفوذ يون سولفات در داخل ماتريس بتن رابطهاي دقيق بيان نشده است و يا با فرضيات مختلف جهت سادهسازي روابط تجربي بيان گرديده است. در اين تحقيق با استفاده از حل معادله ديفرانسيل حاكم بر نفوذ يون سولفات كه براساس قانون دوم فيك ميباشد كه در مورد بتنهاي معمولي سازهاي ميباشد، در ابتدا رابطه عددي براي ميزان يون سولفات در عمق و در زمان دلخواه بيان شده است سپس با استفاده از روابط رياضي بيان شده در خصوص نفوذ و استفاده آن در كنار روش گفته شده توسط ساير محققين رابطه اي براي ميزان يون سولفات در عمق و زمان دلخواه و با توجه به شرايط محيطي موجود پيشنهاد گرديد. در رابطه اصلاح شده نيز با استفاده از مدلسازي انجام شده مشخص گرديد ميزان تاثير ضريب بافر بر روي عمق نفوذ يون سولفات بسيار ناچيز بوده است. در نتايج بدست آمده مشخص گرديد بيشترين شدت و سرعت نفوذ يون سولفات به داخل بتن در 10روز اول رخ ميدهد و بعد از گذشت حدود 500 روز از حمله خارجي يون سولفات به ماتريس بتن روند نفوذ تقريباً ثابت شده و ميزان يون سولفات در هر عمق تقريباً ثابت باقي ميماند.

1396/08/17

10/16/2017 12:00:00 AM

Concrete is one of the most basic materials used in construction and civil engineering. One of the most important issues in the design and construction of concrete structures is their service life. But its durability against aggressive environmental conditions, and especially the acidic effects of ion sulfate penetration, has reduced durability in some areas, especially coastal and marine areas. The most important and commonly used materials that contain sulfate, which will cause concrete damage, are magnesium sulfate, sodium and calcium. In the presented models, there is no exact relationship between the depth of penetration of ion sulfate inside the concrete matrix, or with various assumptions to simplify the empirical relations. In this study, using the differential equation governing the ion sulfate penetration, which is based on the Fick Second Law, which is typical of conventional concrete, is initially a numerical relation for the amount of sulfate ion at a depth and at a desired time It was then proposed to use the mathematical relations expressed in terms of penetration and its use along with the method used by other researchers for the amount of sulfate ion at the desired depth and time and according to the existing environmental conditions. In the corrected relationship, using the performed modeling, it was determined that the effect of buffer coefficient on the depth of penetration of sulfate ion was very small. In the results, it was determined that the highest intensity and rate of penetration of ion sulfate into concrete occurs in the first 10 days and after about 500 days of external attack of sulfate ion to the concrete matrix, the penetration process is almost constant and the amount of sulfate ion per Depth remains roughly constant.