بررسی عددی رفتار بتن تحت اثر حریق

هنگامی­که یک قطعه بتنی تحت اثر افزایش دما و یا حریق قرار می­گیرد، چندین پدیده در بتن رخ می دهد که شامل انتقال حرارت، تبخیر آب موجود در حفرات، انتقال آب و بخار آب، دی هیدراته شدن سیمان و در نهایت انبساط حجمی ساختار جامد بتن می شود. همه این فرایند ها منجر به شکل گیری فشارحفره ای و ایجاد تنش های حرارتی در قطعه بتنی شده که اگر این تنش ها و یا فشارحفره ای به اندازه کافی بزرگ باشد منجر به شکست در بتن و کاهش سطح مقطع بتن از لایه های در معرض حرارت می شود که این موضوع به عنوان تورق در بتن شناخته می شود. در تحقیق پیش­رو یک بررسی عددی در مورد توزیع دما، فشارحفره ای در بتن و تنش های حرارتی که منجر به پدیده تورق در بتن می شود، صورت می گیرد. در این مقاله سه نوع از بتن مورد بررسی قرار گرفته است: بتن با سنگ­دانه های کوارتزی، بتن با سنگ­دانه های آهکی و بتن با سنگ­دانه های بازالتی. همه انواع این سنگ­دانه ها در کشور ما فراوان بوده و در ساختار بتن از آن استفاده می­شود. نتایج گویای این حقیقت است که احتمال تورق در قطعه بتنی با سنگ­دانه های کوارتزی بیشتر از انواع دیگر بوده و این نوع بتن در معرض خطرات کاهش مقاومت بیشتری در برابر حریق می باشد که البته با افزایش ضخامت قطعه بتنی و یا افزودن حداقل ۷۵/۱ کیلوگرم فیبر پلی پروپیلن در هر مترمکعب مخلوط بتنی، می توان منجر به کاهش این خطر شد. علاوه بر این، بررسی صورت گرفته موید افزایش سرعت تورق در قطعات بتنی تحت حریق هیدروکربنی نسبت به دیگر انواع حریق بوده است.

کلیدواژه ها:

قطعه بتنی ، انتقال حرارت ، فشار حفره ای ، تورق ، فیبر پلی پروپیلن