شماره تماس مدرس جهت مشاوره و پشتیبانی آموزشی 09378825252-09155519509

چکیده

آتش سوزی های اخیر در مجرای تونل که در سراسر جهان رخ داده توجه به حفاظت از سازه تونل ها از آتش غیر فعال را بالا برده، از اینرو تونل های مترو در ایران که به عنوان یک پدافند غیر عامل به حساب می آید از اهمییت خاصی برخوردار است. از دست دادن مقاومت بتن به علت آتش سوزی در فضاهای محصور مانند تونل ها ، تنها نمی تواند منجر به فروپاشی سازه شود، همچنین ممکن است در بلند مدت موجب انسداد زیرسازی عبور و مرور شود. اکثر تونل های مدرن مترو در سراسر جهان با استفاده از دستگاه TBM اجرا می شود که مهمترین قسمت این تونل ها سگمنتها (قطعات پیش ساخته بتنی) است. خط شماره 1 مترو تبریز به طول 17.2 کیلومتر است که مسافت 8 کیلومتر آن تونل عمیق در عمق حدود 16-25 متری در دو باند رفت و برگشت است و تراز آبهای زیرزمینی در مسیر تونل 10 تا 18 متر در تغییر است. عملیات حفاری تونل عمیق با دو دستگاه TBM در حال اجرا می باشد. حفاظت تونل از آتش در این خط از سیستم اطفا حریق مواقع آتش سوزی و تهویه مواقع بحران استفاده میشود. از روش های محافظت تونل های بتنی از آتش شامل افزایش مقاومت بتن در برابر آتش به وسیله شاتکریت، عمل آوردن سطح سازه به مواد پوششی، پاشیدن لایه ثانویه و نصب پانل های پیش ساخته مقاوم در برابر آتش. [16][20][21]برای صحت سنجی، آزمایشهای JJ Kim را، با عنوان “رفتار مقاومت در برابر آتش، پوشش لایه بتن که از پودر خاکستر سوخت مبتنی بر سیمان، تحت بارگذاری آتش RABT” با نتایج نمونه مدل شده در برنامه ABAQUS/CAE 6.12-1 را با تقریب قابل قبولی منطبق می باشد. به دلیل نبود امکان انتقال حرارت در نرم افزار ATENA، برای بررسی مدل تونل مترو تحت آتش سوزی، انتقال حرارت بتن را از برنامه ABAQUS استخراج کرده و به دلیل قابلیتهای کم تحلیل حرارتی بتن توسط ABAQUS، کنترل خرابی سازه و ترکها را در برنامه ATENA مدل کرده ونتایج کنترل می شود. همچنین ظرفیت باربری نهایی تونل در آتش سوزی های مختلف و تعیین مقدار مناسب مواد پوششی محافظت از آتش بررسی می شود.


عنوان صفحه 
فصل اول: مقدمه 
1-1 بتن پیش¬ساخته (سگمنت) 1 
1-1-1 انواع بارهای وارده به سگمنت 1 
1-1-2 طراحی سگمنت تونل 1 
1-1-3 سگمنت¬های خط 1 مترو تبریز 2 
1-1-4 عمل¬آوری سگمنت¬ها در بخار 4 
1-2 خواص حرارتی بتن 6 
1-2-1 انتقال حرارت 6 
1-2-2 پخش (دیفیوزیته) حرارت 8 
1-2-3 ظرفیت گرمایی ویژه 9 
1-2-4 ضریب انبساط حرارتی 9 
1-3 مقاومت بتن در برابر آتش و تاثیر درجه حرارت بر مقاومت 11 
1-4 مشخصات مصالح بتن آرمه در دماهای بالا 11 
1-4-1 مقاومت فولاد 12 
1-4-2 مدول الاستیسیته فولاد 12 
1-4-3 انبساط حرارتی فولاد 13 
1-4-4 روابط تنش کرنش فولاد 14 
1-4-5 مقاومت فشاری بتن 15 
1-4-6 ضریب انبساط حرارتی خطی بتن 16 
1-4-7 مدول الاستیسیته و مدول برشی بتن 17 
1-4-8 روابط تنش-کرنش بتن 18 
1-4-9 رسانایی گرمایی و گرمای ویژه بتن 19 
فصل دوم: پیشینه تحقیق 
2-1 مقدمه 21 
2-2 استاندارد¬های مربوطه 22 
2-3 منحنی¬های زمان- دمای آتش 23 
2-3-1 منحنی سلولز 24 
2-3-2 منحنی هیدروکربن 25 
2-3-3 منحنی RABT ZTV 26 
2-3-4منحنی RWS 27 
2-4 اندازه¬گیری بار آتش برای استفاده در سازه¬های حفاظت شده از آتش 28 
2-5 حرارت انتشار یافته از منحنی¬های زمان- دما 29 
2-6 حفاظت تونل از آتش 31 
2-7 آزمایش رفتار بتن تحت بارگذاری آتش RABT، با پوشش خاکستر بادی مبتنی بر سیمان 32 
2-7-1 مشخصات مواد پوششی محافظت از تونل در برابر آتش 32 
2-7-2 شرح آزمایش Kim 33 
2-7-3 نتایج آزمایش 35 
2-8 مقایسه خصوصیات ایمنی آتش برای تونل¬های مترو 39 
2-8-1 مقایسه خصوصیات 39 
فصل سوم: مواد و روش¬ها 
3-1 مقدمه 40 
3-2 شبیه¬سازی اجزای محدود 41 
3-3 آشنایی با نرم¬افزار اجزای محدود Abaqus 42 
3-3-1 مدل¬های ساخته شده در ABAQUS 44 
3-3-1-1 مدل¬های آزمایشگاهی 44 
3-3-1-2 مدل¬سازی تونل 47 
3-3-2 مدل¬های مصالح در ABAQUS 48 
3-4 معرفی نرم¬افزار ATENA 3D 48 
3-4-1 مدل¬های ساخته شده در ATENA 48 
3-4-2 مدل¬های مصالح در ATENA 48 
3-4-3 بارگذاری 49 
فصل چهارم: بررسی نتایج 
4-1 مقدمه 50 
4-2 نمودارهای زمان- دما برای مدل آزمایشگاهی 50 
4-3 انتقال حرارت در بتن 61 
4-4 ظرفیت باربری نهایی تونل 69 
فصل پنجم: نتیجه¬گیری و پیشنهادات 
5-1 نتیجه¬گیری 71 
5-2 پیشنهادات برای کارهای آتی 71 
پیوست 1: نقشه آرماتور بندی سگمنت ها در مقطع یک چهارم از تونل 72 
پیوست 2: ترتیب آرماتور بندی و مکان ترموکوپل های نمونه مورد آزمایش 73 
منابع و ماخذ 74 
 
فهرست اشکال 
عنوان صفحه 
شکل (1-1): مقطع عرضی تونل از یک رینگ کامل سگمنت 3 
شکل (1-2): نمایش شکل هندسی سگمنت ها 4 
شکل (1-3): چرخه تیپیک عملیات عمل‌آوری توسط بخار 6 
شکل (1-4): مقاومت برخی از فولادها در حرارت زیاد 12 
شکل (1-5): مدول الاستیسیته فولاد در حرارت زیاد 13 
شکل (1-6): انبساط حرارتی فولاد فریتی (زنگ نزن) در حرارت زیاد 13 
شکل (1-7): روابط تنش-کرنش برای فولادهای سازه ای ASTM A36 در دماهای مختلف بالا 14 
شکل (1-8): روابط تنش-کرنش برای فولادهای پیش تنیده ASTM A421 در دماهای مختلف بالا 14 
شکل (1-9): مقاومت فشاری بتنهای سیلیسی در حرارت زیاد و بعد از سرد شدن 15 
شکل (1-10): مقاومت فشاری بتنهای کربنات در حرارت زیاد و بعد از سرد شدن 16 
شکل (1-11): مقاومت فشاری بتن سبک در حرارت زیاد و بعد از سرد شدن 16 
شکل (1-12): انبساط حرارتی بتن در حرارت زیاد 17 
شکل (1-13): مدول الاستیسیته بتن در اثر حرارت زیاد 17 
شکل (1-14): مدول برشی بتن در اثر حرارت زیاد 18 
شکل (1-15): منحنی تنش- کرنش بتن سبک وزن در حرارتهای مختلف 18 
شکل (1-16): رسانایی گرمایی بتن معمولی و بتن سبک وزن 19 
شکل (1-17): گرمای ویژه چهار نمونه بتن با برخی دادههای آزمایشگاهی 20 
شکل (2-1): منحنی های زمان- دمای آتش 23 
شکل (2-2): منحنی زمان- دمای آتش سلولز 24 
شکل (2-3): منحنی زمان- دمای آتش هیدروکربن 25 
شکل (2-4): منحنی زمان- دمای آتش RABT 26 
شکل (2-5): منحنی زمان- دمای آتش RWS 27 
شکل (2-6): مراحل ساخت نمونه های مورد آزمایش 34 
شکل (2-7): نمونه بتن روی کوره LPG 34 
شکل (2-8): منحنی زمان- دمای بتن بدون مواد پوششی محافظت از آتش 35 
شکل (2-9): سطوح لایه بتنی بعد از آزمایش 36 
شکل (2-10): منحنی زمان- دمای بتن با 20 میلیمتر ضخامت مواد پوششی محافظت از آتش 37 
شکل (2-11): منحنی زمان- دمای بتن با 30 میلیمتر ضخامت مواد پوششی محافظت از آتش 37 
شکل (2-12): منحنی زمان- دمای بتن با 20 میلیمتر ضخامت مواد پوششی محافظت از آتش 38 
شکل (3-1): مدل سازی بتن در نرم افزار ABAQUS 45 
شکل (3-2): نمونه آزمایشگاهی مدل شده در نرم افزار ABAQUS 46 
شکل (3-3): مقطعی از تونل مدل شده در نرم افزار ABAQUS 47 
شکل (3-4): مشخصات بتن سگمنت در نرمافزار ATENA 49 
شکل (3-5): بارگذاری تونل در نرم افزار ATENA 3D 49 
شکل (4-1): نمودار زمان- دمای بتن بدون مواد پوششی محافظ 51 
شکل (4-2): نمودار زمان- دمای بتن بدون مواد پوششی محافظ 52 
شکل (4-3): نمودار زمان- دمای بتن بدون مواد پوششی محافظ 53 
شکل (4-4): نمودار زمان- دمای بتن بدون مواد پوششی محافظ 54 
شکل (4-5): نمودار زمان- دمای بتن بدون مواد پوششی محافظ 55 
شکل (4-6): نمودار زمان- دمای بتن بدون مواد پوششی محافظ 56 
شکل (4-7): نمودار زمان- دمای بتن با مواد پوششی محافظ 57 
شکل (4-8): نمودار زمان- دمای بتن با مواد پوششی محافظ 58 
شکل (4-9): نمودار زمان- دمای بتن با مواد پوششی محافظ 59 
شکل (4-10): نمودار زمان- دمای بتن با مواد پوششی محافظ 60 
شکل (4-11): تونل بدون مواد پوششی محافظ در مرحله اول 62 
شکل (4-12): تونل با مواد پوششی محافظ در مرحله اول 62 
شکل (4-13): تونل بدون مواد پوششی محافظ در مرحله دوم 63 
شکل (4-14): تونل با مواد پوششی محافظ در مرحله دوم 63 
شکل (4-15): تونل بدون مواد پوششی محافظ در مرحله هفتم 64 
شکل (4-16): تونل با مواد پوششی محافظ در مرحله هفتم 64 
شکل (4-17): تونل بدون مواد پوششی محافظ در مرحله بیستم 65 
شکل (4-18): تونل با مواد پوششی محافظ در مرحله بیستم 65 
شکل (4-19): تونل بدون مواد پوششی محافظ در مرحله بیست و پنجم 66 
شکل (4-20): تونل با مواد پوششی محافظ در مرحله بیست و پنجم 66 
شکل (4-21): تونل بدون مواد پوششی محافظ در مرحله بیست و هشتم 67 
شکل (4-22): تونل با مواد پوششی محافظ در مرحله بیست و نهم 67 
شکل (4-23): تونل بدون مواد پوششی محافظ در مرحله سی و ششم 68 
شکل (4-24): تونل با مواد پوششی محافظ در مرحله سی و ششم 68 
شکل (4-25): ترک های سگمنت بتنی تونل مترو تحت بارگذاری ثقلی 69 
شکل (4-26): ظرفیت باربری نهایی تونل در دماهای مختلف 70 

 
فهرست جدول¬ها 
عنوان صفحه 
جدول (1-1): ضریب انتقال حرارتی برخی از سنگدانه های بتن 7 
جدول (1-2): ضریب انبساط حرارتی 10 
جدول (1-3): ضریب انبساط حرارتی بتن 1:6، که با سنگدانههای مختلف ساخته شده 11 
جدول (2-1): آتش سوزی های اخیر در مجرای تونل [6]،[7] 22 
جدول (2-2): پیشنهادهای مقاومت در برابر آتش UPTUN [1] 30 
جدول (2-3): محتویات طراحی مخلوط ملاتهای پوششی محافظت از آتش[3] 33 
جدول (2-4): خلاصه خواص فیزیکی مواد پوششی محافظت از آتش[3] 33 
جدول (2-5): مشخصات تونل های جاده، راه آهن و مترو 39 
جدول (3-1): پارامترهای لازم برای تعریف مدلها 44 
جدول (3-2): ضرایب مختلف حرارتی، بتن مربوط به آزمایش Kim 44 
جدول (3-3): ضرایب مختلف حرارتی، پوشش محافظت از آتش مربوط به آزمایش Kim 45


فصل اول

مفاهیم و تعاریف

1-1 بتن پیشساخته (سگمنت)1

پوشش تونل قطارهاي شهري با توجه به مکانیزه بودن حفاري تونل به صورت قطعات بتنی پیش ساخته (سگمنت) میباشد. با توجه به آنکه سگمنت یک پوشش دائمی پیش ساخته است، عملاً در مقایسه با سیستم پوشش بتن درجا داراي شرایط بارگذاري متفاوتی می باشد، چرا که در پروسه ساخت و نصب سگمنت و عملکرد آن بصورت پوشش دائم ، بارهاي مختلفی به آن اعمال می شود که می بایست به نحو مناسبی در برابر آنها طراحی شده و از ایمنی کافی برخوردار باشد. در بخش زیر انواع بارگذاري هاي وارده بر سگمنت معرفی می شود.

1-1-1 انواع بارهاي وارده به سگمنت

بارهاي وارده بر پوشش دائم تونل و قطعات سگمنتی به دو دسته کلی زیر تفکیک می شوند:

بارهاي محیطی که از جانب عوامل محیطی بر پوشش تونل اعمال می شوند مانند بار خاك، آب و زلزله

بارهاي حین ساخت و اجرا که در فرایند تولید، حمل، دپو و عملکرد دستگاه حفار بر سگمنت ها اعمال می شوند.

1-1-2 طراحی سگمنت تونل

طراحی سگمنت هاي تونل بر اساس نوع بارگذاري به شرح زیر انجام می شود.

تحلیل و طراحی سازه اي سگمنت ها تحت اثر بارگذاري هاي حین ساخت، شامل موارد زیر است.

مرحله جدا سازي از قالب و حمل اولیه مرحله دپو دائم سگمنت ها

مرحله حمل و انتقال سگمنت ها به دستگاه حفار 1TBM بارگذاري مرحله پیشروي دستگاه حفار

طراحی سازه اي پوشش سگمنتی تحت اثر بارگذاري هاي دوره بهره برداري، شامل موارد زیر است.

تعیین بارهاي محیطی در مقاطع منتخب

طراحی سازه اي پوشش سگمنتی در دوره بهره برداري

کنترل تنش فشاري در اتصالات محیط رینگ (تماس سگمنت با سگمنت) آرماتور گذاري پوشش سگمنتی در راستاي محور طولی سگمنت 3- طراحی سازه اي پوشش سگمنتی در برابر بارگذاري لرزه اي

1-1-3 سگمنتهاي خط 1 مترو تبریز

سگمنتهاي بتنی مترو تبریز در کارخانه سگمنتسازي واقع در شهرك قراملک تولید میشود. طرح اختلاط بتن از 50% شن ،50% ماسه، 500 کیلوگرم سیمان تیپ 2 صوفیان و 2 کیلوگرم مواد فوق روان کننده بتن در هر متر مکعب بتن است.

دستگاه TBM در مسیر خط یک تونل مترو تبریز در عمق 16 الی 25 متري سطح زمین که عمق آبهاي زیر زمینی در این مسیر 8 الی 10 متر است در حال اجرا است. دستگاه TBM به وسیله اپراتور در کنترل است و به طور تمام اتوماتیک عملیات کند و کاو صورت گرفته و قطعات سگمنت نصب میشود و گروت جهت آببندي تونل به پشت سگمنتها تزریق میشود. نوارهاي آب بند دور تا دور سگمنت را پوشانده و قطعات روي هم سوار می شوند و مانع از نفوذ آب به داخل سگمنت می شود. دستگاه TBM به وسیله 12 جک هیدرولیک با نیروي 44000 کیلو نیوتن که به سگمنت ها وارد می شود به جلو رانده میشود.

همانطور که در شکل (1 -1) ملاحظه میشود هر رینگ تونل از 6 قطعه سگمنت شامل ١A الی ٦A تشکیل شده و عرض هر رینگ در طول تونل 4/1 متر است. قطعه ١A به عنوان key یا کلید جهت تغییر مسیر تونل به کار برده میشود. نوع آرایش سگمنتها به ترتیبی که در شکل هاي (1 -1) و (1-2) قرار دارد است.


شکل (1 -1): مقطع عرضی تونل از یک رینگ کامل سگمنت



شکل (1 -2): نمایش شکل هندسی سگمنت ها

1-1-4 عملآوري سگمنتها در بخار

از آنجا که افزایشی در درجه حرارت عملآوردن بتن روند توسعه مقاومت آن را زیاد میکند لذا میتوان با عمل آوردن بتن در بخار، کسب مقاومت آن را تسریع بخشید. وقتی که بخار در فشار اتمسفر باشد (یعنی در حرارت کمتر از 100 درجه سانتی گراد) میتوان این روش را بصورت یک حالت خاص از عملآوردن در رطوبت دانست. هدف اصلی از عملآوردن در بخار حصول یک مقاومت اولیه کافی میباشد بطوریکه بتوان محصولات بتنی را بزودي پس از درجا ریختن از قالب خارج نمود.

معمولا عملآوردن در بخار با فشار کم را در اطاقهاي مخصوص و یا در تونلهاییکه از میان آنها قطعات بتنی روي تسمه نقاله حمل میشوند بکار میبرند و یا اینکه همانند کارخانه سگمنت سازي پوششهاي پلاستیکی را روي قطعه پیش ساخته قرار داد و بخار را توسط لولههاي خرطومی به زیر آنها رساند.

به علت تاثیر درجه حرارت در جریان مراحل اولیه سخت شدن بر مقاومت بعدي بتن، لازم است بین درجه حرارت هایی که مقاومت اولیه زیاد و مقاومت نهایی زیاد ایجاد کند، حد متعادلی انتخاب شود.

درجه حرارت زیاد (90-70 درجه سانتی گراد) باعث سخت شدن سریع بتن و مقاومت نهایی کمتر می شود. درجه حرارت کم (50-20 درجه سانتی گراد) باعث سخت شدن دیرتر بتن و مقاومت نهایی بیشتر می شود. از آن جا که درجه حرارت در هنگام گیرش بیشترین تاثیر بر مقاومت بتن در عمرهاي بعدي را خواهد داشت لذا تاخیر در عمل آوردن (بلوغ بتن) در بخار داراي مزیت خواهد بود. [1]

پس از یک تاخیر کافی، حرارت دادن سریع هیچگونه اثر نامساعدي نخواهد داشت. این تاخیر تقریبا 2، 3، 4، 5و 6، ساعت به ترتیب براي دماي 38، 54، 74 و 85، درجه سانتی گراد میباشد. ولیکن اگر چنانچه بتن درمعرفی یک درجه حرارت زیادتر قرار گیرد در این صورت بر مقاومت آن اثر نامطلوب خواهد گذاشت. هرچه درجه حرارت عمل آوردن زیادتر باشد اثر مذکور جديتر خواهد بود.

سیکلهاي عمل آوردن را با در نظر گرفتن الزامات مقاومت اولیه و نهایی انتخاب می کنند. ولیکن یک سیکل رضایت بخش از مراحل زیر تشکیل می شود:

زمان تاخیري به مدت 3 تا 5 ساعت، حرارت دادن با روند 22 تا 32 درجه سانتی گراد بر ساعت تا درجه حرارت حداکثر 66 تا 82 درجه سانتیگراد، سپس نگهداري در درجه حرارت حداکثر، که احتمالا با یک مدت خیس کردن در آب تعقیب میشود. (در این مدت حرارت اضافه نمیشود اما بتن حرارت و رطوبت باقیمانده را به خود میگیرد) و بالاخره زمان سرد شدن که با روندي ملایم صورت می گیرد. کل زمان سیکل (به جز زمان تاخیر) ترجیحا نباید بیش از 18 ساعت طول بکشد.

درجات حرارت ذکر شده در موارد بخار بوده و الزاما با درجه حرارت بتنی که عمل آورده شده یکسان نمیباشد.

در جریان یکی دو ساعت اول پس از قرار دادن بتن در اطاق بخار درجه حرارن آن نسبت به درجه حرارت هوا عقب افتادگی دارد. اما پس از این مدت، به علت حرارت ایجاد شده به وسیله واکنشهاي هیدراسیون، درجه حرارت بتن بیش از درجه حرارت هواي محیط اطراف آن خواهد بود. وقتی میتوان حداکثر استفاده را از حرارت ذخیره شده در محفظه عمل آوردن نمود که بخار در مراحل اولیه قطع گردد و یک مدت طویل براي سرد شدن وجود داشته باشد. بنابراین برنامهاي موثر براي عمل آوردن شامل یک زمان افزایش کند درجه حرارت، زمانی در حداکثر درجه حرارت و زمان سرد شدن خواهد بود.

وقتی که بتن در درجه حرارت زیاد عمل میآید حرارت هیدراسیون سیمان به سرعت ایجاد میشود و لذا حتی در نمونههاي کوچک نیز افزایش درجه حرارت ازدیاد خواهد یافت. از طرف دیگر عمل آوردن بتن در درجات حرارت معمولی، اثرات حرارت هیدراسیون فقط در سازههاي حجیم بتنی قابل توجه خواهد بود. لازم به تاکید میباشد که مدت طولانیتر عمل آوردن در دماي پایینتر منتهی به مقاومت بهینه بالاتري در مقایسه با حالتی که درجه حرارت زیاد براي یک مدت کوتاه بکار میرود، خواهد شد. براي هر زمان عمل آوردن درجه حرارتی وجود دارد که منتهی به مقاومت بهینهاي میگردد.

اکنون یک روند بهینه براي عمل آوري سگمنت ها در بخار حاصل می شود که مطابق نمودار زیر است.


شکل (1 -3): چرخه تیپیک عملیات عمل آوري توسط بخار

1-2 خواص حرارتی بتن

الزاما خواص حرارتی بتن، با دوام آن رابطهاي ندارد ولی این خواص بر عملکرد دراز مدت بتن در شرایط متغیر اثر دارد. کمیتهاي مربوطه عبارتند از : انتقال حرارت، پخش حرارت ،گرماي ویژه و ضریب انبساط حرارتی. سه عامل اول تا حد زیادي به یکدیگر مربوط می باشند. [1]

1-2-1 انتقال حرارت1

این کمیت، قابلیت مصالح را براي انتقال حرارت میسنجد و عبارت است از نسبت جریان حرارت به شیب (گرادیان) حرارتی. به طور کلی در حرکت حرارت، از دماي بالا به دماي پایین گفته میشود. در زمانی که بین دو نقطه گرادیان دمایی (اختلاف دما) وجود داشته باشد، بین آنها انتقال حرارت صورت می گیرد. به طور کلی حرارت به سه صورت هدایت، جابجایی و تابش منتقل می شود. انتقال حرارت هدایتی که رسانش گرمایی2 نیز نامیده می شود، نیاز به محیط مادي داشته و در جامدات و سیالات رخ می دهد. رسانش گرمایی یک تغییر میکروسکوپیک مستقیم انرژي جنبشی ذرات از طریق مرز بین دو سیستم است. هنگامی که یک شئ در دمایی متفاوت با جسم دیگر یا با محیط اطرافش باشد، گرما جریان می یابد و جسم و محیط اطراف دماي مشابه به دست می آورند که در این نقطه آن ها در تعادل گرمایی هستند. انتقال حرارت جابجایی (همرفت) نیز نیاز به محیط مادي داشته و زمانی رخ می دهد که یک سیال بر روي یک سطح حرکت کند. همرفت گرما هنگامی که جریان توده اي سیال، گرما را همراه با جریان ماده در سیال حمل می کند اتفاق می افتد. انتقال حرارت تشعشعی نیاز به محیط مادي نداشته و همیشه بین اجسامی که اختلاف دما دارند روي می دهد. انتقال حرارت تشعشعی انتقال گرما با تابش است که در هر محیط شفافی اتفاق می افتد تابش نوعی انتقال انرژي در فضاي خالی بهوسیله موج هاي الکترومغناطیسی است که به همان روشی که امواج الکترومغناطیسی نوري، نور را منتقل می کنندصورت می پذیرد و همان قوانینی که انتقال نور را پوشش می دهند انتقال گرماي تابشی را نیز پوشش می دهند. انتقال حرارت بر حسب ژول بر ثانیه بر متر مربع از مساحت جسم، وقتی که اختلاف درجه حرارت در یک متر از ضخامت آن برابر 1 درجه سانتیگراد باشد اندازهگیري میشود. انتقال حرارت بتن معمولی بستگی به ترکیبات آن دارد و وقتی که بتن اشباع شده باشد، عمدتا انتقال حرارت آن بین حدود 4/1 و 6/3 2 میباشد. وزن مخصوص به میزان محسوسی بر انتقال حرارت بتن معمولی تاثیر نمیگذارد، اما به علت انتقال حرارت کم هوا، انتقال حرارت بتن سبک، با وزن مخصوص آن تغییر میکند. مقادیر نمونه اي از انتقال حرارت بتن در جدول (1-1) داده شده است. [21]

    

انتقال حرارت      2    

    وزن مخصوص بتن     

نوع سنگدانه

1.38

3640

باریت

1.44

2540

آتشفشانی

3.68

2560

دولومیت

0.14-0.6

480-1760

بتن سبک وزن

جدول (1 -1): ضریب انتقال حرارتی برخی از سنگدانه هاي بتن [1]

میتوان مشاهده نمود که خصوصیات کانیهاي سنگدانهها به میزان وسیعی بر انتقال حرارت بتنی که با این مواد ساخته شده اثر میگذارد. بطور کلی بازالت و باریت داراي انتقال حرارت کم میباشند، دولومیت و سنگ آهک در حد وسط قرار میگیرند، و کوارتز انتقال حرارت زیادي از خود نشان میدهد، که همچنین بستگی به جهت جریان حرارت نسبت به وضعیت کریستالهاي آن دارد. روي هم رفته بلوري بودن سنگ آهک انتقال حرارت آن را افزایش میدهد.

درجه اشباع بتن یک عامل عمده میباشد. زیرا انتقال حرارت هوا کمتر از انتقال حرارت آب است و براي مثال ،در حالت بتن سبک وزن ،10 درصد افزایش در رطوبت نسبی، انتقال حرارت را به اندازه حدود نصف مقدار خود افزایش میدهد. از طرف دیگر انتقال حرارت آب کمتر از نصف انتقال حرارت خمیر سیمان است بطوریکه هرچه مقدار آب مخلوط کمتر باشد، انتقال حرارت بتن سخت شده، بیشتر میگردد. درجه حرارت، در حدود مقادیر معمولی محیط به میزان کمی بر انتقال حرارت بتن تأثیر میگذارد و اثر عمومی افزایش در درجه حرارت آن است که به مقدار کمی انتقال حرارت بتن معمولی را کاهش میدهد. اما در حالت بتن سبک وزن عکس این عمل اتفاق میافتد. ولیکن در درجه حرارتهاي بالا تا 800 درجه سانتیگراد کاهش در انتقال حرارت رخ میدهد و در این درجه حرارت، انتقال حرارت بتن نصف مقدار آن در حرارت 20 درجه سانتیگراد است.

انتقال حرارت را معمولا از دیفیوزیته (پخش) حرارت که سنجش آن آسانتر است محاسبه میکنند. اما البته سنجش مستقیم انتقال حرارت نیز امکانپذیر است. ولیکن ممکن است روش آزمایش بر مقدار بدست آمده تأثیر بگذارد. براي مثال، روشهاي حالت تعادل (صفحه گرم و جعبه گرم) انتقال حرارت یکسانی را براي بتن خشک بدست میدهد. اما نتایج خیلی پایین را براي بتن مرطوب میدهند. زیرا شیب حرارتی سبب انتقال رطوبت می-گردد. بدین دلیل ترجیح داده میشود که انتقال حرارت بتن تر با روشهاي حالت انتقالی1 تعیین گردد و در این رابطه آزمایش ” سیم گرم ” موفقیت آمیز بوده است.

————————————————————————————————————————————–

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

پایان نامه های موجود در سایت فقط در صورت دریافت پکیج طلایی آباکوس قابل دریافت است.
برای دریافت این پایان نامه و تمامی پایان نامه های سایت، پکیج طلایی آباکوس را خریداری بفرمایید. پس از خریداری پکیج طلایی لینک دانلود پایان نامه ها فعال خواهد شد.
شماره های تماس :
05142241253
09120821418

دریافت پکیج طلایی

————————————————————————————————————————————–