کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5439874 1509969 2017 62 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A coupled diffusion-mechanical model with boundary element method to predict concrete cover cracking due to steel corrosion
ترجمه فارسی عنوان
یک مدل مکانیکی-انتشار مکانیکی با الگوریتم مرزی برای پیش بینی ترک خوردگی پوشش بتنی به علت خوردگی فولاد
کلمات کلیدی
خوردگی غیر یکنواخت، روش عنصر مرزی، انتشار کراک، خوردگی فولادی،
ترجمه چکیده
ترک خوردگی بتنی ناشی از خوردگی فولاد یکی از مهمترین مسائل دوام برای سازه های بتنی است. در این مطالعه یک مدل مکانیکی منتشر شده در جهت پیش بینی انتشار ترک در بتن در طی فرایند خوردگی فولادی توسعه داده شده است. توزیع مکانی و زمان عمق خوردگی در اطراف بخش فولادی در طول فرآیند خوردگی برای اولین بار از تجزیه و تحلیل نفوذ کلراید در ماژول خوردگی محاسبه می شود. در ماژول مکانیکی، برای هر لحظه لحظه مربوط به درجه خاصی از خوردگی، توزیع خوردگی غیرمستقیم بدست آمده از ماژول خوردگی به عنوان ورودی هندسی پذیرفته شده و معادلات حاکم بر اساس روش های عنصر مرزی برای محاسبه میزان ترک خوردن در بتن. بر اساس دو روش غیرمستقیم مرزی، روش تنش فکری و روش انقطاع جابجایی، مساله مکانیکی کامپوزیت بتن / زنگ زرد / فولاد در زیر زنگ زدگی فرموله شده است. خواص شکستگی بتنی مختلف و خواص زنگ به عنوان ورودی در مدل به منظور بررسی اثرات آنها بر تکامل عرض کرک در بتن استفاده می شود. یک اسلب با تقویت کننده های فولادی با قطر های مختلف اما در پوشش بتنی مشابه به عنوان مثال برای نشان دادن کاربرد مدل توسعه یافته در پیش بینی عرض کرک در پوشش بتن مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. اثر تاخیری از زنگ زدن به ترک های بتنی در تکامل عرض کرک نیز با مدل فعلی شبیه سازی شده است. مدل عنصر مرزی توسعه یافته، اتصال فرآیندهای نفوذ و مکانیکی، امکان پیش بینی واقع بینانه از ساختارهای رنج خوردگی فولاد را با توجه به اثرات متقابل در طی فرآیندهای خوردگی و ترک خوردگی بتن نشان می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی مواد سرامیک و کامپوزیت
پیش نمایش مقاله
یک مدل مکانیکی-انتشار مکانیکی با الگوریتم مرزی برای پیش بینی ترک خوردگی پوشش بتنی به علت خوردگی فولاد
چکیده انگلیسی
Concrete cracking caused by steel corrosion is one of the most important durability issues for reinforced concrete structures. A coupled diffusion-mechanical model has been developed in this study to predict the crack propagation in concrete during the steel corrosion process. The spatial and time distribution of corrosion depth around the steel cross section during the corrosion process is first calculated from the chloride diffusion analysis in the corrosion module. In the mechanical module, for each time moment corresponding to a certain degree of corrosion, the non-uniform corrosion distribution obtained from the corrosion module is adopted as geometric input, and governing equations based on boundary element methods are set up to calculate the extent of cracking in the concrete. Based on two indirect boundary element methods, the fictitious stress method and displacement discontinuity method, the mechanical problem of the concrete/rust/steel composite under rust expansion is formulated. Different concrete fracture properties and rust properties are employed as input in the model to examine their effects on the crack width evolution in concrete. A slab with steel reinforcements of different diameters but at the same concrete cover is analyzed as an example to illustrate the applicability of the developed model in predicting crack width in the concrete cover. The delaying effect of rust penetrating into concrete cracks on the crack width evolution is also simulated with the present model. The developed boundary element model coupling the diffusion and mechanical processes shows the potential for realistic prediction of service life of structures suffering from steel corrosion by taking into account of the interaction effects during the corrosion and concrete cracking processes.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Corrosion Science - Volume 126, September 2017, Pages 180-196
نویسندگان
, ,