مطالعه عددی اثر گرفتگی تدریجی در بتن نفوذپذیر بر الگوی جریان سیال و پخش آلودگی حل شده در آن

در سال های اخیر، بتن نفوذپذیر بعنوان روسازی جدید در پیاده روها، پارکینگ ها، راه ها و شانه جاده ها در کنترل روان آب، جمع آوری هدفمند آن و همچنین جلوگیری از گسترش آلودگی های سطحی و حتی کاهش آلودگی صوتی نقش قابل توجهی داشته است. از مهمترین چالش هایی که در کاربرد اینگونه روسازی ها باعث تغییر عملکرد و کاهش بازدهی آن شده که کمتر مورد توجه قرارگرفته، ایجاد گرفتگی در منافذ بتن نفوذپذیر به سبب وجود آلودگی ها در روان آب ها است. ایجاد گرفتگی در بتن نفوذپذیر به شکل قابل ملاحظه ای الگوی جریان و همچنین نحوه پخش مواد حل شده در آن را تحت تاثیر قرار می دهد. با وجود اهمیت فراوان این موضوع در شناخت عمیق نحوه عمل کرد این نوع بتن تاکنون مطالعه جامعی برای بررسی اثر گرفتگی تدریجی بتن نفوذپذیر بر الگوی جریان و میدان سرعت، تغییر پیچ و خم مسیر عبور جریان و همچنین چگونگی پخش آلودگی انجام نشده است لذا در این مطالعه اثر ایجاد گرفتگی تدریجی بر عوامل مذکور مورد بررسی قرارگرفت. با توجه به این هدف هندسه ای دوبعدی بعنوان مدلی از بتن نفوذپذیر در حالت بدون گرفتگی ایجاد شد و با تغییر هندسه در پنج مرحله گرفتگی تدریجی بتن نفوذپذیر مدلسازی شد. با گسسته سازی دامنه محاسباتی و معادلات انتقال مومنتم و انتقال جرم به روش دینامیک سیالات محاسباتی، شبیه سازی برای مدل های مذکور انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش تدریجی گرفتگی و کاهش تخلخل بتن نفوذپذیر، توزیع میدان سرعت، پیچ و خم مسیر و همچنین توزیع غلظت آلودگی در جریان سیال به نحوی تغییر کرد که سبب ایجاد و و همچنین افزایش نواحی کم سرعت، افزایش طول پیچ و خم مسیر و همچنین به دام افتادن و تجمع آلودگی در داخل بتن نفوذپذیر شد. علاوه بر این، نتایج نشان داد با افزایش گرفتگی، پتانسیل بتن نفوذپذیر برای انسداد کامل افزایش یافته و عمل کرد آن را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد.

کلیدواژه ها:

بتن نفوذپذیر ، شبیه سازی جریان سیال ، گرفتگی در بتن نفوذپذیر ، پخش ناخالصی ، کاهش عملکرد بتن