بررسی اثر دما روی عمق ناحیه همرفت رطوبت در بتن مطالعه عددی- آزمایشگاهی

پروفیل رطوبت در منافذ بتنی که در معرض چرخه‌های تر و خشک شدن متوالی مانند شرایط جزر و مد سواحل دریاهای آزاد قرار دارد، به صورت دائم در حال تغییر است. بخشی از ضخامت سطحی بتن که مقدار رطوبت موجود در منافذ آن در هر چرخه تر و خشک شدن، تغییر می‌نماید، ناحیه همرفتی نامیده می‌شود. تغییرات رطوبت در ناحیه همرفتی، مسئول انتقال بخش عمده‌ای از یون‌های مهاجم مانند کلراید در شرایط جزر و مدی و در نتیجه خوردگی میلگردهای مدفون در بتن می‌باشد. در این مقاله، چهار طرح مخلوط بتن عادی با نسبت آب به مواد سیمانی (w/cm) 40/0، 45/0، 50/0، و 55/0، همچنین دو طرح مخلوط شامل دوده سیلیس و زئولیت طبیعی با w/cm 45/0 ساخته شد و ضریب انتقال رطوبت آن در دماهای °C23، °C43 و °C63 با استفاده از روش ترکیبی آزمایشگاهی- عددی تعیین شد. سپس، با استفاده از ضرایب انتقال رطوبت به دست آمده و مدل عددی اجزاء محدود در نرم‌افزار ANSYS 5.4، توزیع رطوبت در بتن پس از قرارگیری در معرض چرخه‌های جزر و مد پیش‌بینی شده و عمـق ناحیه همرفتی و حجم رطوبت ورودی در هر چرخه جزر و مد برای هر مخلوط بتن تعیین گردید. دستاوردهای این تحقیق بیانگر اثرات مثبت کاهش w/cm و جایگزینی بخشی از سیمان با دوده سیلیس و زئولیت طبیعی در کاهش عمق ناحیه همرفتی و حجم رطوبت ورودی به بتن بود. ضمناً نتایج نشان داد که با افزایش دما از °C23 به °C63، عمق ناحیه همرفتی بتن عادی و بتن حاوی مواد پوزولانی به ترتیب به میزان 91 و 124 درصد زیاد می‌شود. همچنین این افزایش دما، باعث افزایش حجم رطوبت ورودی در بتن در هر چرخه جزر و مد به ترتیب به میزان 175 و 202 درصد گردید.

کلیدواژه ها:

دما ، عمق ناحیه همرفتی ، پروفیل رطوبت ، بتن اشباع نشده ، دوده سیلیس ، زئولیت ، روش اجزاء محدود ، مدل‌سازی عددی