Modelowanie naprężeń wywołanych krystalizacją soli w materiałach budowlanych

• Autorzy: Koniorczyk M. , Gawin D.

Warianty tytułu

EN

Modelling the stresses caused by salt crystallization in construction materials

• Konferencja: XVIII Konferencja Naukowo-Techniczna KONTRA 2012
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono model matematyczny procesów chemo-higro-termomechanicznych i naprężeń w porowatych materiałach budowlanych z uwzględnieniem transportu i krystalizacji soli. W opisie uwzględniono kinetykę przemiany fazowej soli, która modelowana jest za pomocą nierównowagowej izotermy Freundlicha. Ciśnienie krystalizacji soli zależy od stopnia przesycenia roztworu, które jest funkcją aktywności jonowej, wyznaczonej przy zastosowaniu modelu Pitzera. Ciśnienie krystalizacji uwzględnione jest jako dodatkowe obciążenie wewnętrzne działające na szkielet. Przy zastosowaniu metody elementów skończonych i metody różnic skończonych wyznaczono pochodne przestrzenne oraz czasowe. Opracowany program komputerowy może służyć do prognozowania zniszczenia materiałów budowlanych wywołanych krystalizacją soli.

EN

This article presents a mathematical model for chemo-hygro-thermomechanical processes and stresses in porous construction materials taking account of the movement and crystallization of salt. The description includes the kinetics of the phase transformation of salt, modelled using a non-equilibrium Freundlich isotherm. The salt crystallization pressure depends on the degree of saturation of the solution, which is a function of ionic activity determined using a Pitzer model. The crystallization pressure is taken into account as an additional internal load acting on the framework. With the use of finite element and finite difference methods, the spatial and time derivatives were determined. A computer program was developed which can be used to predict damage to construction materials caused by salt crystallization.

Słowa kluczowe

PL

materiał budowlany; korozja chemiczna; krystalizacja soli; naprężenie krystalizacji; model matematyczny

EN

construction material; chemical corrosion; salt cristallization; mathematical model

• Wydawca: Fundacja Polskiego Związku Inżynierów i Techników Budownictwa
• Czasopismo: Przegląd Budowlany
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 83, nr 6
• Strony: 39--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il.

Twórcy

autor

Koniorczyk M.

autor

Gawin D.

• Politechnika Łódzka

Bibliografia

• [1] Zybura A., Zabezpieczenie konstrukcji żelbetowych metodami elektrochemicznymi, Wyd. Pol. Śl., Gliwice, 2003
• [2] Pel L., Huinink H., Kopinga K., van Hees R, P.J., Adan O.C.G., Constr. and Build, Mat. 18 (2004) 309
• [3] Flatt R. J., Steiger M., Scherer G,W., Environ, Geology 52 (2007) 187
• [4] Scherer G, W., Cement and Concrete Research 29 (1999) 1347
• [5] Flatt R, J., J Crystal Growth 242 (2002) 435-454
• [6] Coussy O., J Mech Phys Solids 54 (2006) 1517
• [7] Koniorczyk M., Gawin D., J Building Physics 31 (2008) 279
• [8] Pesavento F., Gawin D., Schrefler B.A., Acta Mechanica, 201 (2008) 313-339
• [9] Gawin D., Pesavento F., Schrefler B, A., Computer Methods in Applied Mechanics and Eng 198 (2009) 3051
• [10] Koniorczyk M., Int. J. Heat and Mass Transfer 22 (2012) 665.
• [11] Szarawa J., Termodynamika chemiczna stosowana, WNT, Warszawa 2007
• [12] Steiger M., Kiekbusch J., Nicolai A., Construction and Building Materials 22 (2008) 1841