مدلسازی انتقال یون کلراید در بتن در معرض شرایط جزر و مدی: بررسی اثر نسبت آب به سیمان روی غلظت بیشینه کلراید

نفوذ یون کلراید و متعاقبا خوردگی میلگرد مدفون در بتن، یکی از دلایل اصلی تخریب بتن در سواحل خلیج فارس و دریای عمان است. شدت این تخریب در چرخه های متوالی تر و خشک شدن به مراتب بیشتر از سایر شرایط مانند شرایط مستغرق و اتمسفری می باشد. بنابراین برای طراحی سازه های بتن مسلح بر اساس عملکرد، لازم است انتقال توام رطوبت و یون کلراید در بتن غیر اشباع بوسیله مدلسازی دقیق عددی بررسی شود. از این رو در این مقاله، معادلات حاکم بر انتقال رطوبت و یون کلراید در بتن، بررسی شده و با استفاده از مدلسازی عددی بر اساس روش اجزاء محدود، پروفیل یون کلراید با در نظر گرفتن عوامل موثر بر آن، محاسبه شد. مقایسه داده های مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی بدست آمده از سایت تحقیقاتی دانشگاه تهران در ساحل بندرعباس، بیانگر توانایی مدل ارائه شده در پیش بینی پروفیل یون کلراید در بتن بود. ضمنا خروجی مدل عددی با استفاده از نتایج آزمایشگاهی نشان داد که با افزایش نسبت آب به سیمان بتن از 40/0 به 45/0، مقدار بیشینه پروفیل کلراید، کاهش یافته و بعد از آن تا 55/0، مقدار بیشینه پروفیل کلراید، به آرامی افزایش یافته است؛ در صورتیکه نسبت مجموع وزن کلراید وارد شده در بتن به وزن بتن، تا 50 درصد زیاد شده است.