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Experimental and numerical study of chloride induced corrosion in reinforced concrete
Sola, Emiliano
Quelle: Mitteilungen des Institutes für Werkstoffe im Bauwesen
Stuttgart (Deutschland)
Selbstverlag
2017, 191 S., Abb., Tab., Lit.
ISBN: 978-3-945773-10-9
Serie: Mitteilungen des Institutes für Werkstoffe im Bauwesen, 2018,2
Sprache: Englisch

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[Quelle: http://d-nb.info]
Chloridinduzierte Korrosion der Stahlbewehrung hat negative Folgen auf das Verhalten von Stahlbauteile und beeinflusst verschiedene Aspekte im Zusammenhang mit der Lebensdauer der Konstruktion wie Gebrauchstauglichkeit, Sicherheit und Tragfähigkeit. Da die direkten und indirekten Kosten der Wartung und Instandsetzung sehr hoch sind, ist es wichtig numerische Tools zu entwickeln, die die Korrosionsprozesse und die damit zusammenhängenden Mechanismen der Schädigung der Bauteile realistisch vorhersagen können. Die Arbeit stellt die Verifizierung und Kalibrierung des 3D Chemo-Hygro-Thermo-Mechanischen Modells (CHTM) dar. Aus diesem Grund, wurden experimentelle Versuche unter beschleunigten und natürlichen Bedingungen durchgeführt. Der Vergleich zwischen numerischen und experimentellen Ergebnissen ist wichtig, um die Parameter, die für die Berechnung der Korrosionsrate und der Rostverteilung in Poren und Rissen verantwortlich sind, quantitativ zu kalibrieren. Um das Problem besser zu beschreiben, wird ein hysteretisches Feuchtemodell für Beton mit dem Transport des Rosts in den Rissen gekoppelt und eine Relation zwischen der Diffusionsfähigkeit von Korrosionsprodukten und der Rissbreite vorgeschlagen. Es wurde experimentell gezeigt, dass die Herstellung von Korrosionsprodukten stark von den Umgebungsbedingungen und der Anwesenheit von chemischen Reaktanten abhängig ist. Daher werden in der Arbeit die Art und die entsprechende Verteilung der Korrosionsprodukte auf Betondünnschnitten mittels Mikroskop-Analyse und Raman-Spektroskopie untersucht. Die Berechnung der Korrosionsrate, und der damit verbundenen Korrosionsschäden, hängt direkt von der angenommenen Position der Anode und Kathode auf der Bewehrungsoberfläche ab. Allerdings gibt es derzeit keinen Algorithmus, der die Kombination von Anoden- und Kathodenoberflächen, die zu der höchsten korrosionsinduzierten Schädigung führt, voraussagen kann. Um diesen Einfluss zu untersuchen, wird die Gleichung der maximalen Entropieproduktion, abgeleitet von der irreversiblen Thermodynamik, formuliert. Durch mehrere numerische Beispiele, bei denen die Größe und die Position von anodischen und kathodischen Oberflächen variiert wird, wird gezeigt, dass maximale Entropie zu maximaler Korrosionsschädigung führt.
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