تحلیل پیشرفته ی اثر حرارت محیطی و هیدراسیون سیمان در یک سد بتن غلتکی با در نظر گرفتن فرایند ساخت

بتن ماده ای است که ذاتا" در برابر کشش، ضعیف است و به دلیل تغییر حجم ناشی از تغییر دما، در آن تنش های کششی ظاهر می شود که در حالات بحرانی سبب بروز ترک می شود. به همین دلیل موضوع تنش های حرارتی و ترک های ناشی از آن در سدهای بتن غلتکی اهمیت ویژه ای دارد. از ویژگی هایی که در بررسی این مسئله بسیار مهم است ولی کمتر به آن توجه شده، لحاظ کردن تغییرات ضریب هدایت حرارتی و مدول الاستیسیته بتن نسبت به دما، تغییرات مقاومت بتن لایه ها نسبت به عمر آن ها، مدل سازی میزان تولید حرارت هیدراسیون سیمان به صورت متغیر با زمان، مدل سازی برنامه زمانی اجرای سد و در نظر گرفتن شرایط مرزی همرفت و تابش برای سطوح شامل تابش خورشیدی است. این پژوهش از موارد نادری است که در آن سعی شده به همه این ویژگی ها افزودن بر مسئله ی اثر حرارت محیطی، به طور هم زمان توجه شود تا با اعتماد بیشتری بتوان در مورد ساخت ایمن و اقتصادی این نوع سدها تصمیم گرفت. سرعت های مختلف اجرا، شروع اجرا در فصول گرم و سرد سال و توقف اجرا در ماههای سرد و گرم سال، پیش سرد کردن مصالح به عنوان پارامترهای موثر در نظر گرفته شده است. برای مدل سازی و تحلیل گذرا و همراه اندرکنش انتقال حرارت و توسعه تنش از نرم افزار المان محدود (انسیس ۱/۶) به گونه ای ویژه بهره گرفته شده است. از نتایج این پژوهش می توان به پایین بودن راندمان پیش سرد کردن، موثر بودن وقفه در ماههای گرم سال در کنترل ترک حرارتی و تاثیر ناچیز وقفه در ماه های غیر از فصل گرما در توزیع نهایی دما و بیشینه ی دمای بدنه سد اشاره کرد . همچنین اگر از یخ زدگی مصالح جلوگیری شود، شروع بتنریزی و اجرا در زمستان، نسبت به فصول دیگر مناسبتر است. بحرانیترین زمان شروع اجرای بتن ریزی،فصل گرما است.

کلیدواژه ها:

Finite Element ، Heat conduction ، Environmental Condition ، Tensile stress ، Thermal cracks ، Cement hydration ، RCC Dam ، المان محدود ، انتقال حرارت ، شرایط محیطی ، تنش کششی ، ترک حرارتی ، هیدراسیون سیمان ، سدبتن غلتکی