Finite element modelling to predict reinforced concrete corrosion-induced cracking

Castorena González, José H. y Gaona Tiburcio, Citlalli y Bastidas, David M. y Núñez Jaquez, Rosa E. y Bastidas, José María y Almeraya Calderón, Facundo (2019) Finite element modelling to predict reinforced concrete corrosion-induced cracking. Revista de Metalurgia, 55 (3). pp. 1-11. ISSN 0034-8570

Vista previa

Texto
24983.pdf - Versión Publicada
Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives.
Download (1MB) | Vista previa

URL o página oficial: https://revistademetalurgia.revistas.csic.es/index...

Resumen

A finite element (FE) method was proposed to calculate the corrosion penetration depth (rcrit) on steel reinforcement necessary for the first visible crack to appear on the concrete cover. The FE analysis was carried out using the commercial software from ANSYS. The obtained FE method is a function of free concrete cover depth (C), reinforcement diameter (D), length of the anodic zone (L), and concrete type. The results show a strong influence of localized corrosion (small-size anode versus large-size cathode) on the prediction of the rcrit value. This influence can only be analysed three-dimensionally. The proposed FE method is validated with experimental results from literature. This approach is a novelty in considering the longitudinal direction in the analysis to account for the extension of the anodic cell. Corrosion type strongly depends on the C/L ratio, this leads to uniform corrosion for values between 0.02<C/L<0.1 and localized corrosion for values between and localized corrosion for values between 0.5<C/L<4.0. Resumen Este trabajo propone un método de elementos finitos (FE) para calcular la profundidad de penetración por corrosión (rcrit) en las armaduras de acero, necesaria para originar la aparición de la primera grieta visible en el recubrimiento de hormigón. El análisis por FE se ha llevado a cabo utilizando el programa comercial ANSYS. El método de FE obtenido se ha desarrollado en función del espesor del recubrimiento de hormigón libre (C), el diámetro de la armadura (D), la longitud de la zona anódica (L), y el tipo de hormigón. Los resultados obtenidos muestran una gran influencia de la corrosión localizada (pequeñas zonas anódicas frente a grandes zonas catódicas) en la predicción del valor de rcrit. Esta influencia sólo puede ser analizada tridimensionalmente. El modelo de FE propuesto se validó utilizando datos de la bibliografía. La originalidad del procedimiento propuesto radica en la consideración de la dirección longitudinal en el análisis, para tener en cuenta la extensión de la zona anódica. El tipo de corrosión tiene una gran dependencia de la relación entre C/L, ocasionando corrosión uniforme para valores entre 0,02 < C/L < 0,1, y originando corrosión localizada para valores entre 0,5 < C/L < 4,0.

Tipo de elemento:

Article

Palabras claves no controlados:

Concrete cracking, Concrete cover depth, Corrosion penetration depth, Finite element method, Localized corrosion, Modelling, Steel reinforcements

Materias:

CONACYT > Ingeniería y Tecnología
T Tecnología > TA Ingeniería General y Civil

Divisiones:

Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Usuario depositante:

Dra Citlalli Gaona

Creadores:

Creador	Email	ORCID
Castorena González, José H.	NO ESPECIFICADO	NO ESPECIFICADO
Gaona Tiburcio, Citlalli	citlalli.gaonatbr@uanl.edu.mx	orcid.org/0000-0001-9072-3090
Bastidas, David M.	NO ESPECIFICADO	NO ESPECIFICADO
Núñez Jaquez, Rosa E.	NO ESPECIFICADO	NO ESPECIFICADO
Bastidas, José María	NO ESPECIFICADO	NO ESPECIFICADO
Almeraya Calderón, Facundo	facundo.almerayacl@uanl.edu.mx	orcid.org/0000-0002-3014-2814