مدلسازی عددی غلظت یون کلرید در بتن حاوی متاکایولن واقع در ناحیه جزر و مدی جزیره قشم

امروزه سازه های بتنی نقش بسیار مهمی در زیرساخت های هر جامعه ای دارند. بنابراین، شرایط و عملکرد این سازه ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. نفوذ یون کلرید به داخل بتن در محیط های دریایی و خورنده مانند آب های خلی جفارس و جزیره قشم، عامل اصلی در خوردگی میلگرد در سازه های بتن مسلح می باشد. نفوذ یون کلرید به داخل بتن بر معادله قانون دوم انتشار فیک استوار است که در این تحقیق این معادله به کمک روش های عددی المان محدود و تفاضل محدود در حالت انتشار یک بعدی یون کلرید بر اساس مدلی تجربی برای ضریب انتشار یون کلرید در بتن حاوی متاکایولن و بتن بدون پوزولان واقع در ناحیه جزر و مدی جزیره قشم، به صورت تابعی از زمان رویارویی بتن در محیط کلریدی، دما، نسبت آب به سیمان و مقدار متاکایولن حل شده است. نتایج غلظت یون کلریدحاصل از این روش های عددی در اعماق مختلف آزمونه بتنی با پروفیل یون کلرید هر آزمونه بتنی واقع در ناحیه جزر و مدی جزیره قشم و همچنین راه حل تحلیلی ارایه شده توسط Luping برای قانون دوم انتشار فیک مقایسه شده اند. نتایج حاکی از آن است که با افزایش تعداد المان ها، درصد خطای غلظت یون کلرید در بتن در روش حل تحلیلی نسبت به روش های عددی تفاضل محدود و المان محدود بیشتر می شود و در تعداد المان کم (20 المان) دقت روش عددی المان محدود نسبت به روش عددی تفاضل محدود کمتر است. همچنین، استفاده از متاکایولن در بتن واقع در ناحیه جزر و مدی جزیره قشم موجب کاهش غلظت یون کلرید در بتن در مقایسه با آزمونه شاهد می شود. علاوه بر این، با افزایش عمق نفوذ یون کلرید در آزمونه های بتنی حاوی متاکایولن و بدون پوزولان درمحیط کلریدی، میزان غلظت یون کلرید در بتن کاهش یافته و به تدریج به مقدار ثابتی نزدیک می شود.

Keywords:

بتن , روش المان محدود , روش تفاضل محدود , غلظت یون کلرید , متاکایولن , مدلسازی عددی