مطالعه تجربی و عددی هدایت حرارتی موثر بتن ترک خورده

قیمت: 45,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

مطالعه تجربی و عددی هدایت حرارتی موثر بتن ترک خورده

عنوان لاتین

Experimental and numerical study of effective thermal conductivity of cracked concrete

کاهش قابل توجه هدایت حرارتی موثر (ETC) به دلیل رفتار ترک خوردگی بتن دما را در سازه های بتنی تغییر می دهد، که به طور غیر مستقیم باعث ایجاد توزیع مجدد تنش های حرارتی می شود. برای مطالعه این پدیده، یک روش عددی ریز مقیاس در چارچوب روش المان محدود برای هر دو نوع بتن ترک خورده کششی و فشاری پیشنهاد شده است و این روش برای به دست آوردن روابط کمی بین کرنش کششی یا فشاری و ETC مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد که (a) برای شکست غالب کششی، بتن ETC در مرحله پلاستیک 23 درصد کاهش می یابد در حالی که کاهش کمی در شکست کامل دیده می شود؛ (ب) برای شکست غالب فشاری، ETC در مرحله پلاستیکی 30٪ کاهش می یابد و پس از آن پایدار می شود. در مرحله نرم شدگی، ETC به طور خطی با افزایش کرنش فشاری کاهش می یابد؛ (ج) این مقاومت حرارتی ناشی از ریز ترک ها بین سنگدانه ها و ملات در برابر ترک های بزرگ است که نقش مهمی در این پدیده ایفا می کنند؛ (د) ETC بتن هنگامی که ترک ها ظاهر می شود، غیر ایزوتروپ می گردد. این آزمایش ها نشان می دهد که ETC بتن ترک خورده فشاری عمودی که عمدتا به سمت ترک هاست، به طور قابل توجهی در مرحله پلاستیکی 20 تا 25 درصد کاهش می یابد و در مرحله پایدار پلاستیک ثابت می شود. نتایج عددی برای تعیین فاکتور مقاومت حرارتی میان رویه ای در مدل وانگ جیاجون استفاده می شود. فرمولبندی پیشنهادی نتایجی را ارائه می دهد که با نتایج آزمایشگاهی تطابق قابل قبولی دارند.

The pronounced decrease of Effective Thermal Conductivity (ETC) due to the cracking behavior of concrete changes the temperature profile in concrete structures, indirectly inducing the redistribution of thermal stresses. To study this phenomenon, a mini-scale numerical method within the framework of finite element method is proposed for both tensile and compressive cracked concrete and this method is applied to obtain quantitative relationships between tensile or compressive strain and ETC. Results show that (a) for tensile dominated failure, concrete ETC decreases by 23% during the plastic stage whereas little decrease is found at complete failure; (b) for compressive dominated failure, ETC decreases by 30% during the plastic stage, and then becomes stable afterwards. In the softening stage ETC linearly decreases with the increase of compressive strain; (c) it is the interfacial thermal resistances induced by the micro-cracks between aggregates and mortar rather than the macro-cracks that play the dominant role in this phenomenon; (d) concrete ETC becomes anisotropic when cracks appear. The experiments show that compressive cracked concrete’s ETC vertical to cracks dramatically decreases by 20–25% at plastic drop stage and then becomes stable at the plastic steady stage. The numerical results are used to determine the interfacial thermal resistance factor in Wang Jiajun model. The proposed formulation provides results that are in excellent agreement with experiments.