تحقیق مطالعه تغییرات ضریب انتشار یک بعدی با زمان و با عمق: مطالعه موردی پروفیل توزیع در شرایط قرارگیری جزرومد

توضیحات

 عنوان تحقیق: مطالعه تغییرات ضریب انتشار یک بعدی با زمان و با عمق: مطالعه موردی پروفیل توزیع در شرایط قرارگیری جزرومد

• چکیده
• پیشینه تحقیق و معرفی کلی انتشار کلر در بتن
• منابع و مراجع
• پیشینه تحقیق و معرفی کلی انتشار کلر در بتن
  

 

مقدمه

دوام بتن یكی از مهمترین خصوصیات آن می باشد چرا كه لازم است بتن، شرایطی را كه برای آن طراحی شده در طول عمر سازه تحمل كند. تاكنون توجه طراحان سازه های بتنی و متخصصان امر بتن بیشتر معطوف به خصوصیات مقاومتی این ماده بوده است حال آنكه با افزایش فزاینده هزینه های تعمیر و جایگزینی سازه های بتنی ناشی از خرابی بتن تحت شرایط مختلف و در نتیجه تأكید برروی هزینه های مصرفی در طول عمر سازه به جای بررسی هزینه های مصرفی اولیه، امروزه دوام بتن اهمیت فوق العاده ای پیدا كرده است و لزوم توجه به مسأله دوام را در نزد مهندسان روشن ساخته است بطوریكه امروزه حجم بالایی از تحقیقات در مورد بتن به بررسی دوام آن اختصاص پیدا كرده است و این نكته اساسی در نزد عموم پذیرفته شده است كه دوام بتن همپای سایر مشخصات آن نظیر خواص مكانیكی و هزینه و قیمت اولیه باید مورد ارزیابی قرار گیرد.

بتن با دوام بتنی است كه شكل اولیه، كیفیت و قابلیت خدمت دهی خود را در شرایط محیطیش حفظ كند چراكه رابطه نزدیكی بین دوام بتن وشرایط محیطی وجود دارد.

تحول و تكامل تدریجی كیفیت و عملكرد بتن در حضور محیط های خشن وتهاجمی به منظور تخمین هزینه چرخه عمر(life cycle cost) یك سازه مورد توجه است. آنالیز هزینه چرخه عمر یك طرح عمومی و كلی برای رسیدن به دوام است كه می تواند راه مستدل و معقولی برای بدست آوردن یك بتن با كیفیت خوب باشد.

اطلاعات زیر به صورت شاخص برای ارائه آنالیز هزینه چرخه عمر مورد نیاز است:

۱- طبیعت محیط در تماس با بتن

۲- تأثیر محیط خشن و تهاجمی بر عملكرد بتن

۳- هزینه سیستمهای محافظتی و هزینه تعمیرات سازه ها

با توخه به مطالب گفته شده برای به حداكثر رساندن احتمال اینكه بتن با دوام باشد باید بتنی تولید كنیم كه سرویسهای مورد نظر از قبل طراحی شده را برای عمر طراحی در نظرگرفته شده با توجه به محیطی كه در آن استفاده می شود و با آن درتماس است فراهم كند(1).

بطوركلی برای بهتر كردن وبهبود دوام بتن مسلح تمهیدات مختلفی در نظر گرفته می شود كه از مهمترین آنها می توان به موارد زیر اشاره كرد:

–        باید نسبت آب به سیمان یا بطور كلی آب به مواد سیمانی پایین باشد.

–        مصالح تشكیل دهنده بتن سالم باشند.

–        تراكم به خوبی صورت بگیرد.

–        پوشش مناسب و كافی برروی آرماتورها منظور شود.

–        استفاده از پوزولانها (خاكستر بادی، میكروسیلیس)

–        استفاده از افزودنیهای شیمیایی

–        انتخاب مناسب سنگدانه (تناسب، سختی، دانه بندی، شكل، اندازه و بافت)

–        عمل آوری بطور صحیح صورت پذیرد.

تهدید دوام بتن هم می تواند ناشی از عوامل خارجی برخاسته از محیط وهم می تواند تحت تأثیر عوامل داخلی موجود در خود بتن باشد

قبل از اینكه عوامل مؤثر بر دوام بتن ونیز انواع خرابیهای بتن را مورد بررسی قرار دهیم چند نكته اساسی را باید مدنظر قرار دهیم.

اولین نكته مهم در مورد آب است.آب عنصر اولیه بوجودآوردن و تخریب كردن بسیاری از مصالح طبیعی و همچنین منشأ اغلب مسایل مربوط به دوام بتن می باشد.

در بتن انواع حركات داخلی و تغییرات ساختار آب علت انواع مختلف تغییرات حجمی موجب گسیختگی و خرابیهای فیزیكی كاهنده كیفیت شناخته شده است.همچنین آب به عنوان وسیله ای برای انتقال یونهای مهاجم، می تواند سرچشمه فرایندهاو خرابیهای شیمیایی كاهنده كیفیت نیز باشد.

دومین نكته مهم این است كه پدیده های فیزیكی و شیمیایی مرتبط با حركات آب در اجسام متخلخل را نفوذپذیری جامدات كنترل می كند.

سومین نكته این است كه میزان آسیب دیدگی تحت تأثیر نوع و غلظت یونهای داخل آب و تركیب شیمیایی جسم است.

از آنجایی كه عملیات تخریب در داخل بتن صورت می گیرد عوامل مهاجم باید قدرت نفوذ به داخل را داشته باشند و بتن نیز نفوذپذیر باشد.لذا بحث نفوذپذیری از مباحث مهم در بررسی پایانی و دوام بتن می باشد.

نفوذ پذیری

منظور از نفوذپذیری در بتن سهولت حركت مایعات و گازها در داخل آن می باشد.در این میان آب به عنوان منشأ اغلب مسایل مربوط به دوام بتن مطرح می باشد و تقریباً در تمامی موارد وقتی صحبت از نفوذپذیری می شود منظور نفوذ آب به داخل بتن می باشد.

عموماً آب در تمام شكلهای آسیب دیدگی بتن دخالت دارد و در اجسام متخلخل معمولاً میزان نفوذپذیری جسم(در برابر آب)شدت آسیب دیدگی را تعیین می نماید.

آب می تواند هم به صورت مایع و هم بخار از طریق لوله هلی مویینه به درون جسم متخلخل داخل شود ممكن است این عمل تحت فشار یا در اثر تركیب فشارو جذب مویینگی صورت پذیرد.همچنین حركت آب از میان جسم ممكن است اثرات اسمزی نیز داشته باشد، گاهی مواقع با واژه انتشار سروكار داریم كه منظور از آن نفوذدهی یا میزان انتشار از طریق منافذ پر از آب است و یا با تراوایی كه میزان جریان لزج مایعات از طریق ساختار منفذی را شامل می شود.

ولیكن بدلیل پیچیدگی ساختار منفذی بتن و نیز مكانیزمهای مختلف حركت آب در این فضاها امكان تفكیك این مكانیزمها از هم دشوار است لذا از این پس وقتی از واژه نفوذپذیری ویا تراوایی استفاده   می كنیم همه موارد انتقال آب به درون ماده را در بر می گیرد و به معنی خاصیتی است كه حاكم بر آهنگ جریان مایع در بتن است.

نفوذپذیری خمیر سیمان

از نظر دوام رسیدن به كمترین نفوذپذیری ممكن از اهمیت زیادی برخوردار می باشد.یكی از عواملی كه بر نفوذپذیری تأثیر می گذارد تخلخل خمیر سیمان می باشد كه بدلیل وجود حفره های مویینه می‌باشد. نفوذپذیری معمولاً تابعی از تخلخل مویینه است.از آنجا كه تخلخل مویینه تحت تأثیر نسبت آب به سیمان و درجه هیدراتاسیون قرار دارد نفوذپذیری خمیر سیمان نیز به این عوامل وابسته می باشد.

بطوركلی وقتی كه نسبت آب به سیمان زیاد و درجه هیدراتاسیون كم باشد خمیر سیمان تخلخل مویینگی زیادی خواهدداشت و شامل تعداد تقریباً زیادی از منافذ بزرگ و كاملاً بهم متصل می شود و در نتیجه ضریب نفوذپذیری آن زیاد خواهد بود.با پیشترفت هیدراتاسیون اندازه بسیاری از منافذ كاهش یافته و همچنین اتصال زنجیریشان را از دست خواهدداد و در نتیجه نفوذپذیریشان نیز كاهش خواهد یافت(2و3).

به بیان دیگر ساختار منفذی در حین فرایند هیدراتاسیون تغییر كرده و موجب كاهش اندازه و حجم منافذ مویینه می گردد و حجم ژل را افزایش می دهد و این روند با پیشرفت هیدراتاسیون تداوم دارد.

نفوذپذیری سنگدانه ها

تا اینجا نفوذپذیری خمیر سیمان را در نظرگرفتیم.همانطور كه انتظار می رود نفوذپذیری سنگدانه های معمولی كه در بتن بكار می روند از نفوذپذیری خمیر سیمان خیلی كمتر است و آن هم به این دلیل است كه حجم منافذ در سنگدانه های طبیعی چیزی در حدود ۳ درصد است كه بندرت از ۱۰ درصد تجاوز می كند در حالیكه تخلخل مویینگی خمیر سیمان در بتنهای سخت شده چیزی در حدود۳۰تا ۴۰ درصد است.

البته این نكته را هم باید در نظر قراردهیم كه نوع تخلخل خمیر سیمان با سنگدانه ها متفاوت است. اندازه بیشتر منافذ مویینه در خمیر سیمان از اندازه منافذ در سنگدانه ها بسیار كمتر است.

 

چکیده

بتن مسلح به عنوان یک ماده ساختمانی از قابلیت‌های مختلفی منجمله شکل گیری در اشکال متنوع, هزینه کم و نیز استحکام و دوام بالا که سبب عملکرد خوب آن در شرایط کاری مختلف می گردد, برخوردار می باشد. این ماده ساختمانی در قرن بیستم توسعه بیشتری یافته و بطور وسیع مورد استفاده قرار گرفته است و استفاده از آن روز به روز در حال افزایش است و بدون تردید پرمصرف ترین مصالح ساختمانی قرن حاضر شناخته می شود. خصوصاً در کشور ما به عنوان یک کشور در حال توسعه مصرف بتن در مقایسه با کشورهای دیگر به مقدار قابل توجهی بیشتر است. لذا با علم به این موضوع و اینکه هر چه به جلوتر می رویم پیشرفت های جدیدی در زمینه علم بتن خصوصاً بهبود مباحث اقتصادی, دوام و کیفیت آن صورت می گیرد, توجه به پیشرفت های جدید ضروری بنظر می رسد.

امروزه سازه‌های بتنی نقش بسیار مهمی در زیرساخت‌های هر جامعه‌ای دارند. بنابراین شرایط و عملکرد این سازه‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در سال‌های اخیر تعداد زیادی از سازه‌های بتنی در مناطق دریایی کشورهای مختلف دنیا و مخصوصا خلیج فارس دچار آسیب‌دیدگی و یا خرابی زودرس شده‌اند. تخریب بتن در محیط‌های کلریدی و خورنده ازجمله رایج¬ترین این خرابی‌ها در سازه‌های بتن مسلح بوده و یکی از مهم‌ترین مشکلاتی است که مهندسان عمران امروزه در نگهداری سازه‌های بتن مسلح با آن مواجه می‌باشند. بنابراین لزوم بررسی فرایند انتشار  یون کلرید و تخمین ضریب انتشارپذیری یون کلرید در‌ بتن به منظور تخمین عمر مفید سازه‌های بتنی در شرایط محیطی مهاجم همچون منطقه خلیج فارس ضروری به نظر می‌رسد.

بتن به عنوان یک ماده ساختمانی، نزدیک به دو قرن است که در صنعت ساختمان به کار می‌رود. خرابی‌های زودرس به‌خصوص در سازه‌های موجود در مناطق دریایی و خورنده، نگرانی وسیعی را در اذهان طراحان بتن به وجود آورده است. بنابراین گسترش کاربرد بتن و بتن مسلح به عنوان مصالح ساختمانی با دوام در سازهها، شناخت خواص بتن، تکنولوژی و کاربرد صحیح آن را برای تامین عمر مفید طراحی شده ضروری می‌ سازد. نفوذ یون کلرید در سازه‌های بتنی در محیط¬های دریایی یکی از دلایل آغاز و گسترش خوردگی بتن می‌باشد. خلیج فارس به عنوان یک محیط دریایی مهاجم با نرخ تبخیر و دمای بالا و بهخصوص غلظتهای زیاد نمک نسبت به سایر دریاهای جهان تاثیر بسزایی در خوردگی میلگردها در سازه‌های بتن مسلح دارد.

در ارزیابی عمر مفید سازهها تحت اثر یون کلرید، یکی از رویکردهای اصلی حل معادله انتشار است.

یون کلرید هم از محیط خارجی، در صورت تماس با خاک آلوده یا آب دریا، و هم از محیط داخلی (مصالح حاوی یون کلرید) وارد بتن می‌شود. با توجه به اهمیت زیاد نفوذ یون کلرید به عنوان یک عامل بسیار مهم در کاهش پایایی بتن، مکانیزم‌های نفوذ یون کلرید به داخل بتن باید به خوبی شناخته شود. انتشار یون کلرید به داخل بتن در یک محیط دریایی یکی از مهمترین مکانیزم‌های نفوذ یون کلرید به داخل بتن می‌باشد.

در تحلیل‌های صورت گرفته تا کنون ضریب انتشار به عنوان عددی مستقل از زمان و عوامل بیرونی نظیر کربناته شدن بتن، ترک‌های حاصل از بارگذاری و خزش در بتن، در معادله در نظر گرفته شده است. این در حالی است که با پیشروی واکنش‌های هیدراتاسیون در بتن و سایر عوامل ضریب انتشار به طور پیوسته تغییر می‌کند. در این پایاننامه معادله انتشار با این فرض مطالعه شده و حل آن برای بانک داده‌های فراهم‌آمده در انستیتو مصالح ساختمانی دانشگاه تهران انجام خواهد شد.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق