Механика долговечности конструкционного бетона: новый подход к явлению деградации. Часть 2. Коррозия арматуры

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Существует несколько моделей, в которых может быть оценена скорость коррозии, расширение ржавчины и результирующее распространение трещин вокруг арматуры. Также может быть оценено влияние коррозии, вызванное трещиной, на поведение конструкции. Для оценки механических характеристик железобетонных конструкций с корродированными арматурными стержнями предложено несколько методов. Изменения механических свойств арматурного стержня, бетона и их взаимодействие необходимо моделировать на основе концепции аналитических методов. Был проведен расчет несущей способности железобетонных балок с арматурной коррозией методом конечных элементов. Рассмотрено влияние арматурной коррозии с точки зрения изменения механических свойств арматуры и адгезии арматуры с бетоном. Вместо снижения площади поперечного сечения армирования был уменьшен модуль Юнга и предел текучести корродированной арматуры. Численное моделирование конструктивных характеристик железобетонных конструкций с арматурной коррозией с использованием конечно-элементной программы показало, что моделирование износа конструкций, такого как коррозия арматуры и растрескивание бетонного защитного слоя, иногда оказывает большое влияние на аналитические результаты. Рассчитаны структурные характеристики железобетонных элементов с арматурной коррозией. Используя этот метод моделирования, проведен анализ степени влияния коррозии на конструкционные характеристики.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. Н. Леонович

Белорусский национальный технический университет; Технологический университет Циндао

Автор, ответственный за переписку.
Email: leonovichsn@tut.by

д-р техн. наук, профессор, иностранный академик РААСН

Белоруссия, 220013, г. Минск, пр. Независимости, 65; 11, ул. Фушунь, Циндао 266033, Китай

Список литературы

  1. Леонович С.Н. Механика долговечности конструкционного бетона: новый подход к явлению деградации. Ч. 1. Усадка // Строительные материалы. 2024. № 1–2. С. 74–78. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-821-1-2-74-78
  2. Oyado M., Kanakubo T., Sato T., Yamamoto Y. Bending performance of reinforced concrete member deteriorated by corrosion. Structure and Infrastructure Engineering. 2010. Vol. 7. Iss. 1–2, pp. 121–130. https://doi.org/10.1080/15732471003588510
  3. Maruya T., Matsuoka Y., Tangtermsirikul S. Modeling the movement of chlorides in hardened concrete. Concrete Library International of JSCE. 1998. No. 32, pp. 69–74. http://library.jsce.or.jp/jsce/open/00670/No32/CLI-32-0069.pdf
  4. Florea M.V.A., Brouwers H.J.H. Chloride binding related to hydration products: Part I: Ordinary Portland Cement. Cement and Concrete Research. 2012. Vol. 42. Iss. 2, pp. 282–290. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2011.09.016
  5. Hosokawa Y., Yamada K., Johannesson B.F., Nilsson L.O. Models for chloride ion bindings in hardened cement paste using thermodynamic equilibrium calculations. 2nd International RILEM Symposium on Advances in Concrete through Science and Engineering. 2006.
  6. Chloride binding capacity of mortars made with various portland cements and mineral admixtures. Journal of Advanced Concrete Technology. 2008. Vol. 6. Iss. 2, pp. 287–301. https://doi.org/10.3151/jact.6.287
  7. Розенталь Н.К., Степанова В.Ф., Чехний Г.В. О максимально допустимом содержании хлоридов в бетоне // Строительные материалы. 2017. № 1–2. С. 82–85.
  8. Селяев В.П., Куприяшкина Л.И., Седова А.А., Селяев П.В., Колотушкин А.В. Химическое сопротивление цементных композитов действию водных растворов, содержащих ионы хлора // Региональная архитектура и строительство. 2017. № 1 (30). С. 17–24.
  9. Papadakis V.G., Vayenas C.G. Michael N. Fardis. Experimental investigation and mathematical modeling of the concrete carbonation problem. Chemical Engineering Science. 1991. Vol. 46. Iss. 5–6, pp. 1333–1338. https://doi.org/10.1016/0009-2509(91)85060-B
  10. Saetta A.V., Schrefler B.A., Vitaliani R.V. The carbonation of concrete and the mechanism of moisture, heat and carbon dioxide flow through porous materials. Cement and Concrete Research. 1993. Vol. 23. Iss. 4, pp. 761–772. https://doi.org/10.1016/0008-88469390030-D
  11. Qinghua Huang, Zhilu Jiang, Weiping Zhang, Xianglin Gu, Xiaojing Dou. Numerical analysis of the effect of coarse aggregate distribution on concrete carbonation. Construction and Building Materials. 2012. Vol. 37, pp. 27–35. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.06.074
  12. Maeda K. A study on the numerical analysis of concrete carbonization. Journal of Structural and Structural Engineering. 1989. No 402, pp. 11–19.
  13. Ishida T., Maekawa K. Modeling of pH profile in pore water based on mass transport and chemical equilibrium theory. Doboku Gakkai Ronbunshu. 2000. Vol. 37 (648), pp. 203–215. https:// doi.org/10.2208/jscej.2000.648_203
  14. Ishida T., Maekawa K., Soltani M. A strong relationship between carbonization rate and thermodynamic state of moisture in the micropores of concrete has been theoretically identified. Journal of Advanced Concrete Technology. 2004. Vol. 2 (2), pp. 213–222.
  15. Ishida T., Li C. Modeling of carbonation based on thermo-hygro physics with strong coupling of mass transport and equilibrium in micro-pore structure of concrete. Journal of Advanced Concrete Technology. 2008. Vol. 6 (2), pp. 303–316. https://doi.org/10.3151/jact.6.303
  16. Ishida T., Iqbal P.O’Neill, Lan H.T. Anh Modeling of chloride diffusivity coupled with non-linear binding capacity in sound and cracked concrete. Cement and Concrete Research. 2009. Vol. 39. Iss. 10, pp. 913–923. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2009.07.014
  17. Гусев Б.В., Файвусович А.С. Расчетные зависимости для прогнозирования технического состояния железобетонных конструкций. Промышленное и гражданское строительство. 2021. № 6. С. 4–12.
  18. Van Lam T., Nguen C.C., Bulgakov B.I., Anh P.N. Composition calculation and cracking estimation of concrete at early ages. Magazine of Civil Engineering. 2018. No. 6 (82), pp. 136–148. https://doi.org/10.18720/MCE.82.13
  19. Магдеев У.Х., Морозов В.И., Пухаренко Ю.В. Трещинообразование дисперсно-армированных бетонов с позиций механики разрушения. Извес- тия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2012. № 1 (19). С. 110–117.
  20. Loa G., Murcia-Delso J., Tarque N. Efficient beam-based model for reinforced concrete walls conside- ring shear-flexure interaction. 2024. Engineering Structures. Vol. 315. 118365. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2024.118365
  21. Maekawa K., Soltani M., Ishida T., Itoyama Y. Time-dependent space-averaged constitutive modeling of cracked reinforced concrete subjected to shrinkage and sustained loads. Journal of Advanced Concrete Technology. 2006. 4 (1):193–207. https://doi.org/10.3151/jact.4.193
  22. Toongoenthong K., Maekawa K. Simulation of coupled corrosive product formation, migration into crack and propagation in reinforced concrete sections. Journal of Advanced Concrete Technology. 2005. Vol. 3 (2), pp. 253–265. https://doi.org/10.3151/jact.3.253

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Механизм износа из-за коррозии стали

Скачать (215KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изгибная способность в зависимости от потери веса в экспериментальных железобетонных элементах [2]

Скачать (69KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Механика долговечности связана с трещинообразованием из-за коррозии стали

Скачать (123KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Конститутивные модели армирования и бетона в железобетонных конструкциях с учетом коррозии [22, 23]

Скачать (376KB)
Метаданные

© ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах