Numerical analysis of chloride corrosion of reinforced concrete

• Autorzy: German M. , Zaborski A.

Warianty tytułu

PL

Analiza numeryczna korozji chlorkowej w elementach żelbetowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The phenomenon of corrosion can be divided in two stages: the initiation and propagation phases. The initiation phase analysis considers a chloride ions flux described by Nernst-Planck equation. Following the results of initiation phase, a numerical analysis of corrosion propagation phase has been performed. The propagation phase is the time, when corrosion cell is formed. As a result of current flowing through reinforcement, the corrosion products are accumulated at the steel-concrete interface, what generates the tensile stresses in concrete, causing cracking. On the surface longitudinal cracks and concrete splitting are observed. This leads to the loss of strength of the element.

PL

Zjawisko korozji może być podzielone na dwa etapy: inicjacji i propagacji. Analiza fazy inicjacji obejmuje dotyczy przepływu jonów chlorkowych, który został opisany równaniem Nernsta-Plancka. Na podstawie uzyskanych rezultatów dokonano analizy fazy propagacji korozji. Podczas fazy propagacji korozji utworzone zostaje ogniwo korozyjne, w wyniku czego przez zbrojenie przepływa prąd. Pręt zbrojeniowy ulega korozji, a jej produkty są gromadzone na styku stal-beton. W betonie generowane są naprężenia rozciągające, powodujące zarysowanie widoczne na powierzchni betonu. Korozja chlorkowa prowadzi do zarysowanie, odprysków betonu, utraty przyczepności między stalą i betonem oraz utratą nośności elementu.

Słowa kluczowe

EN

chloride corrosion; corrosion cell; corrosion current; corrosion initiation phase; corrosion propagation phase; cracking; reinforced concrete

PL

faza inicjacji korozji; faza propagacji korozji; korozja chlorkowa; ogniwo korozyjne; prąd korozyjny; zarysowanie; żelbet

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Budownictwo
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 108, z. 1-B
• Strony: 47--59
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.,Wykr., wz., rys., tab.

Twórcy

autor

German M.

autor

Zaborski A.

• Institute for Computational Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Stanish K., Hooton R.D., Thomas M.D.A., A novel method for describing chloride ion transport due to an electrical gradient in concrete: Part 1. Theoretical description, Cement and Concrete Research 34, 2004, 43-49.
• [2] Samson E., Marchand J., Beaudoin J.J., Describing ion diffusion mechanisms in cement-based materials using the homogenization technique, Cement and Concrete Research 29, 1999, 1341-1345.
• [3] Biondini F., Bontempi F., Frangopol D.M., Malerba P.G., Cellular automata approach to durability analysis of concrete structures in aggressive environments, Journal of Structural Engineering, Vol. 130, No. 11, 2004, 1724-1737.
• [4] Zaborski A., Concrete elements durability in aggressive environments: cellular automata simulation, Environmental Effects on Buildings, Structures, Materials and People, Lublin University of Technology, 2007, 303-312.
• [5] Nielsen E., Geiker M.R., Chloride diffusion in partially saturated cementitious material, Cement and Concrete Research 33, 2002, 133-138.
• [6] Zybura A., Zabezpieczenie konstrukcji żelbetowych metodami elektrochemicznymi, monograph, Silesian University of Technology, 2003.
• [7] Krykowski T., Zybura A., FEM modelling of concrete degradation caused by rebar corrosion in reinforced concrete, Architecture Civil Engineering Environment 4, 2009, 71-80.
• [8] Jaśniok T., Identyfikacja szybkości korozji zbrojenia elementów żelbetowych na podstawie pomiarów polaryzacyjnych, PhD thesis, Faculty of Civil Engineering, Silesian University of Technology, 2004.
• [9] Martin-Perez B., Service life modelling of RC highway structures exposed to chlorides, PhD thesis, Department of Civil Engineering, University of Toronto.
• [10] Thoft-Christensen P., Corrosion and cracking of reinforced, Life cycle performance of deterioration structures, ASCE 2003, 26-36.
• [11] Klakocar-Ciepacz M., Doświadczalne modelowanie ogniwa korozyjnego w żelbecie, PhD thesis, Faculty of Chemistry, Wrocław University of Technology, 1999.