FEM modeling of concrete cover degradation caused by rebars corrosion in reinforced concrete

• Autorzy: Krykowski T. , Zybura A.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents an electrochemical description of rebar corrosion and a method of numerical analysis of concrete cover degradation resulting from corrosion. The paper presents formulation of strain state in the concrete cover, caused by corrosion products. The formulation is based on the plasticity theory with distortion, and an incremental formulation of the problem that allows for computational implementation. The distortional strain tensor is a function of an electric current density. A numerical example of determination of a concrete cover splitting time is included.

PL

W pracy przedstawiono elektrochemiczny opis korozji zbrojenia oraz sposób analizy numerycznej wywołanej tym procesem degradacji otuliny betonowej konstrukcji żelbetowych. Przedstawiono koncepcję określenia stanu odkształcenia w otulinie, wywołanego produktami reakcji na podstawie teorii plastyczności z dystorsjami oraz przyrostowe sformułowanie zagadnienia, pozwalające na implementację algorytmu obliczeniowego. Tensor dystorsyjnych odkształceń korozyjnych opisano jako funkcję gęstości prądu. Przeanalizowano przykład numeryczny wyznaczania czasu odspojenia otuliny betonowej.

Słowa kluczowe

EN

theory of plasticity; corrosion of reinforced concrete; mass transport; concrete cover splitting

PL

teoria plastyczności; korozja betonu zbrojonego; transport masy; odspojenie otuliny betonowej

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 2, no. 4
• Strony: 71--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Krykowski T.

autor

Zybura A.

• Faculty of Civil Engineering, The Silesian University of Technology, Akademicka 5, 44-100 Gliwice, Poland,

Bibliografia

• [1] Bazant Z. P.; Physical model for steel corrosion in concrete sea structures - theory. Journal of the Structural Division ASCE, Vol.105, No.6, 1979; p.1137-1153
• [2] Liu T., Weyers R. W.; Modeling the dynamic corrosion process in chloride contaminated concrete structures. Cement and Concrete Research, Vol.28, No.3, 1998; p.365-379
• [3] Pantazopoulou S. J., Papoulia K. D.; Modeling cover-cracking due to reinforced corrosion in RC structures. Journal of Engineering Mechanics, Vol.127, No.4, 2001; p.342-351
• [4] Krykowski T.; Computational model of corrosion damage in the reinforced concrete. Archives of Civil Engineering, Vol. LII, No.2, 2006; p.319-337
• [5] Krykowski T., Zybura A.; Modeling of corroding rebar interaction with concrete cover. Monography REPROCITY Research and Training on Restoration and Protection of the City Environment in Industrial Regions. Faculty of Civil Engineering, The Silesian University of Technology, Gliwice, 2008.
• [6] Chatterji S.; On the applicability of Fick's second law to chloride ion migration through portland cement concrete. Cement and Concrete Research, 25, 2, 1995; p.299-303.
• [7] Černý R., Rovnaníková P.; Transport processes in concrete. London and New York, Spoon - Press, 2002
• [8] Ściślewski Z.; Ochrona konstrukcji żelbetowych (Protection of reinforced concrete structures). Arkady, Warszawa, 1999 (in Polish)
• [9] Zybura A.; Analysis of chloride migration in concrete based on multicomponent medium theory. Archives of Civil Engineering, Vol. 53, No. l, 2007; p.131-150
• [10] Zybura A.; Degradacja żelbetu w warunkach korozyjnych (Degradation of reinforced concrete in the corrosion conditions). Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Z. 72., Gliwice, 1990 (in Polish)
• [11] Wieczorek G.; Korozja zbrojenia inicjowana przez chlorki i karbonatyzację otuliny (Rebars corrosion initited by chlorides and concrete cover carbonatization). Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław, 2002 (in Polish)
• [12] Wilmanski K.; Foundations of Phenomenological Thermodynamics. Warsaw, PSP, 1974
• [13] Simo J.C., Hughes T. J. R.; Computational inelasticity. Springer-Verlag, 1998
• [14] Mase G. T., Mase G. E.; Continuum mechanics for engineers. Boca Raton - London - New York -Washington D. C, CRC Press, 1999
• [15] Comite Euro-International Du Beton.; CEB-FIP model code. Comite Euro-International Du Beton, Switzerland, 1990
• [16] Polski Komitet Normalizacyjny.; PN-B-03264:2002. Konstrukcje żelbetowe i sprzężone - Obliczenia statyczne i projektowanie (Plain, reinforced and prestressed concrete structures - Analysis and structural design). Polski Komitet Normalizacyjny, 2002 (in Polish)
• [17] Chen W. F., Zhang H.; Structural plasticity. Theory problems and CAE software. New York, Springer-Verlag 1990