تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,020 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,485,471 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,213,037 |
بررسی اثر دما روی عمق ناحیه همرفت رطوبت در بتن مطالعه عددی- آزمایشگاهی | ||
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز | ||
مقاله 7، دوره 50.3، شماره 100، آذر 1399، صفحه 69-81 اصل مقاله (1.53 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jcee.2020.7829.1217 | ||
نویسندگان | ||
مهدی نعمتی چاری* 1؛ محمد شکرچی زاده2 | ||
1بخش فناوری بتن، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی | ||
2دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکدههای فنی دانشگاه تهران | ||
چکیده | ||
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. | ||
کلیدواژهها | ||
دما؛ عمق ناحیه همرفتی؛ پروفیل رطوبت؛ بتن اشباع نشده؛ دوده سیلیس؛ زئولیت؛ روش اجزاء محدود؛ مدلسازی عددی | ||
مراجع | ||
طریقت ا، افضلیننیز ا، "بررسی خواص مکانیکی و برخی شاخصهای دوام بتن حاوی ریزالیاف ولاستونیت و پوزولان میکروسیلیس"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، 1396، 47 (3)، 1-7. شکرچیزاده م، فراهانی ع، تدین م ح، خاقانپور ر، "بررسی بلندمدت نفوذپذیری یون کلراید در آزمونههای حاوی متاکائولن در شرایط رویارویی پاشش در جزیره قشم"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، 1395، 46 (3)، 31-41. Akindahunsi A, Falade FA, Afolayan JO, Oke IA, “Characterization and Mathematical Modeling of Chloride Diffusion in Lagos Coastal Waters”, Journal of Failure Analysis and Prevention, 2010, 10 (3), 169-177. Andrade C, Alonso C, “Progress on design and residual life calculation with regard to rebar corrosion of reinforced”, In Neal Berke, Edward Escalante, Charles Nmai, and David Whiting (Eds.), Techniques to Asses the Corrosion Activity of Steel Reinforced Concrete Structures, ASTM STP 1276, 1996, 23-40.Andrade C, Diez JM, Alonso C, “Mathematical modeling of a concrete surface skin effect on diffusion in chloride contaminated media”, Advanced Cement Based Materials, 1997, 6 (2), 39-44. Nilsson LO, Andersen A, Tang L, Utgenannt P, “Chloride ingress data from field exposure in a Swedish road environment”, In: Andrade, Joerg Kröpp, editors. Proceedings of 2nd international RILEM workshop on testing and modelling chloride ingress into concrete, Paris: RILEM, 2000. Andrade C, Sagrera JL, Sanjuán MA, “Several years study on chloride ion penetration into concrete exposed to Atlantic Ocean water”, In: Carmen Andrade , Joerg Kröpp, editors. Proceedings of 2nd international RILEM workshop on testing and modelling chloride ingress into concrete, Paris: RILEM, 2000. Ayano T, Wittmann FH, “Drying, moisture distribution, and shrinkage of cement-based materials”, Materials and Structures, 2002, 35 (3), 34-40. Baroghel-Bouny V, Thiéry M, Wang X, “Modelling of isothermal coupled moisture–ion transport in cementitious materials”, Cement and Concrete Research, 2011, 41 (8), 828-841. Bazant ZP, Najjar LJ, “Nonlinear water diffusion in nonsaturated concrete”, Materials and Structures, 1972, 5 (25), 3-20. Bazant ZP, “Mathematical Modeling of Creep and Shrinkage of Concrete”, John Wiley & Sons, London, UK, 1988. Broomfield JP, Corrosion of steel in concrete, E & FN Spon, London, 1997. Brunauer S, Emmett PH, Teller E, “Adsorption of Gases in Multimolecular Layers”, Journal of the American Chemical Society, 1938, 60 (2), 309-319. Buchwald A, “Determination of the ion diffusion coefficient in moisture and salt loaded masonry materials by impedance spectroscopy”, The third international symposium, Vienna, Austria, 2000, 475-482. Carpenter TA, Davies ES, Hall C, Hall LD, Hoff WD, Wilson MA, “Capillary water migration in rock: process and material properties examined by NMR imaging”, Materials and Structures, 1993, 26 (5), 286-292. Castro P, Rincón OT, Pazini EJ, “Interpretation of chloride profiles from concrete exposed to tropical marine environments”, Cement and Concrete Research, 2001, 31 (4), 529-537. Conciatori D, Brühwiler E, Gysler R, “Brine Absorption in Concrete at Low Temperature: Experimental Investigation and Modeling”, Journal of Materials in Civil Engineering, 2011, 23 (6), 846-851. Chunqiu L, Kefei K, Zhaoyuan C, “Numerical Analysis of Moisture Influential Depth in Concrete and Its Application in Durability Design”, Tsinghua Science and Technology, 2008, 13(S1), 7-12. Claisse PA, Eisayad BI, Shaaban IG, “Absorption and sorptivity of cover concrete”, Journal of Materials in Civil Engineering, ASCE, 1997, 9 (3), 105-110. Crank J, “The mathematics of diffusion”, 2nd Ed, Oxford, Clarendon Press, 1975. Dietl C, Winter E, Viskanta R, “An efficient simulation of heat and mass transfer processes during drying of capillary porous hygroscopic materials”, International Journal of Heat and Mass Transfer, 1998, 41 (22), 3611-3625. Dousti A, Shekarchi M, Alizadeh R, Taheri-Motlagh A, “Binding of externally supplied chlorides in micro silica concrete under field exposure conditions”, Cement and Concrete Composites, 2011, 33 (10), 1071-1079. Haque MN, Al-Khaiat H, John B, “Climatic zones- a prelude to designing durable concrete structures in the Arabian Gulf”, Building and Environment, 2007, 42 (6), 2410-2416. Hubert F X, Burlion N, Shao JF, “Drying of concrete: modeling of a hydric damage”, Materials and Structures, 2003, 36 (1), 12-21. Idiart AE, Lopez CM, Carol I, “Modeling of drying shrinkage of concrete specimens at the meso-level”, Materials and Structures, 2011, 44 (2), 415-435. Iqbal PO, Ishida T, “Modeling of chloride transport coupled with enhanced moisture conductivity in concrete exposed to marine environment”, Cement and Concrete Research, 2009, 39 (4), 329-339. Janz M, “Moisture diffusivities evaluated at high moisture levels from a series of water absorption tests”, Materials and Structures, 2002, 35 (3), 141-148. Kodikara J, Chakrabarti S, “Modeling of Moisture Loss in Cementitiously Stabilized Pavement Materials”, International Journal of Geomechics, 2005, 5 (4), 295-303. Martin-Perez B, “Service life modelling of R.C. highway structures exposed to chlorides”, PhD thesis, university of Toronto, 1999. Martin-Perez B, Pantazopoulou SJ, Thomas MDA, “Numerical solution of mass transport equations in concrete structures”, Computers and Structures, 2001, 79 (13), 1251-1264. Martys N, Ferraris CF, “Capillary transport in mortar and concrete”, Cement and Concrete Research, 1997, 27 (5), 747-760. McCarter WJ, “Influence of surface finish on sorptivity on concrete”, Journal of Materials in Civil Engineering, ASCE, 1993, 5 (1), 130-136. Mukhopadhyaya P, Kumaran K, Normandin N, Goudreau P, “Effect of surface temperature on water absorption coefficient of building materials”, Journal of Building Physics, 2002, 26 (2), 179-195. Navarri P, Andrieu J, “High-intensity infrared drying study: part II. Case of thin coated films”, Chemical Engineering and Process: Process Intensification, 1993, 32 (5), 319-325. Nemati Chari M, Shekarchi M, Ghods P, Moradian M, “A simple practical method for determination of moisture transfer coefficient of mature concrete using a combined experimental-numerical approach”, Computers and Concrete, 2016, 18, 367-388. Nemati Chari M, Shekarchi M, Sobhani J, Nemati Chari M, “The effect of temperature on the moisture transfer coefficient of cement-based mortars: an experimental investigation”, Construction and Building Materials, 2016, 102, 306-317. Nemati Chari M, Shekarchi M, “A Simplified Method for Determination of the Moisture Transfer Coefficient of Concrete”, International Journal of Civil Engineering, 2017, 15 (8), 1131-1142. Nemati Chari M, Shekarchi M, Tadayon MH, Moradian M “Prediction of chloride ingress into blended cement concrete: Evaluation of a combined short-term laboratory-numerical procedure”, Construction and Building Materials, 2018, 162, 649-662. Nguyen TQ, Petkovic J, Dangla P, Baroghel-Bouny V, “Modelling of coupled ion and moisture transport in porous building materials”, Construction and Building Materials, 200, 22 (11), 2185-2195. Olajumoke AM, Oke IA, Fajobi AB, Ogedengbe MO, “Engineering failure analysis of a failed building in Osun State, Nigeria”, Journal of Failure Analysis and Prevention, 2009, 9 (1), 8-15. Prabakar J, Devadas Manoharan P, Chellappan A, “Diffusion characteristics of OPC concrete of various grades under accelerated test conditions”, Construction and Building Materials, 2010, 24 (3), 346-352. Prazak J, Tywoniak J, Peterka F, Slonc T, “Description of transport of liquid in porous media-a study based on neutron radiography data”, International Journal of Heat and Mass Transfer, 1990, 33 (6), 1105-1120. Sabir BB, Wild S, O'Farrell M, “A water sorptivity test for mortar and concrete”, Materials and Structures, 1998, 31 (8), 568-574. Samson E, Maleki K, Marchand J, Zhang T, “Determination of the water diffusivity of concrete using drying/absorption test results”, Journal of ASTM International, 2008, 5 (7), 1-12. Shekarchi M, Bonakdar A, Bakhshi M, Mirdamadi A, Mobasher B, “Transport properties in metakaolin blended concrete”, Construction and Building Materials, 2010, 24 (11), 2217-2223. Temperley TG, “Corrosion phenomena in the Coastal areas of the Persian Gulf”, Corrosion Science, 1965, 5 (8), 581-589. Tuutti K, “The effect of individual parameters on chloride corrosion”, In Nilsson L. O. (Ed.), Chloride Penetration Into Concrete Structures, pp. 18-12, Goteborg, Sweden. Xi Y, Bazant ZP, Molina L, Jennings HM, “Moisture Diffusion in cementitious materials-Adsorption isotherm”, Advanced Cement Based Materials, 1994, 1 (6), 248-257. Yang Z, Weiss WJ, Olek J, “Water transport in concrete damaged by tensile loading and freeze-thaw cycling”, Journal of Materials in Civil Engineering, 2006, 18 (3), 424-434. Yoo JH, Lee HS, Ismail MA, “An analytical study on the water penetration and diffusion into concrete under water pressure”, Construction and Building Materials, 2011, 25 (1), 99-108.
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 440 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 250 |