Reinforced Concrete under the Action of Carbonization and Chloride Aggression: a Probabilistic Model for Service Life Prediction
Date
2019Publisher
Another Title
Железобетон при воздействии карбонизации и хлоридной агрессии: вероятностная модель расчета-прогноза срока службы
Bibliographic entry
Leonovich, S. N. Reinforced Concrete under the Action of Carbonization and Chloride Aggression: a Probabilistic Model for Service Life Prediction = Железобетон при воздействии карбонизации и хлоридной агрессии: вероятностная модель расчета-прогноза срока службы / S. N. Leonovich, E. E. Shalyi, L. V. Kim // Наука и техника. – 2019. – № 4. – С. 284-291.
Abstract
Reinforcement corrosion of marine and coastal hydraulic structures due to chloride aggression and concrete carbonization leads to a sharp decrease in structure safety. The reinforcement is subjected to a depassivation process as soon as a chloride concentration on its surface exceeds a certain threshold concentration, or the pH value in a concrete protective layer is decreased to a threshold value due to carbonation. Electrochemical reactions are realized with formation of corrosion products due to penetration of oxygen up to reinforcement surface. This leads to cracking of the concrete protective layer and decrease in reinforcement cross-section. The paper proposes a method for predicting a complex degradation of reinforced concrete structures with due account of various mechanisms of corrosion wear that allows to develop efficient methods for improvement of structure durability and maintainability which are operated in the marine environment. A methodology for forecasting of reinforced concrete service life prediction has been developed under a combined effect of carbonization and chloride aggression while using finite-difference and probability models. The paper takes into account initiation periods of reinforcement corrosion and propagation periods for conditions of Sakhalin shelf zone. Field surveys of Kholmsk and Korsakov port facilities are presented in the paper. Carbonization front and chloride content have been estimated according to depth of the concrete protective layer. The paper proposes a model that allows to determine an average period prior to repair while taking into account rate of concrete protective layer degradation caused by simultaneous action of two corrosion processes: carbonization and chloride aggression.
Abstract in another language
Коррозия арматуры морских и прибрежных гидротехнических сооружений вследствие хлоридной агрессии и карбонизации бетона ведет к резкому снижению безопасности сооружения. Арматура подвергается процессу депассивации как только концентрация хлорида на ее поверхности превысит пороговую либо значение рН в защитном слое бетона уменьшится до порогового значения в результате карбонизации. При проникновении кислорода до поверхности арматуры реализуются электрохимические реакции с образованием продуктов коррозии. Это приводит к растрескиванию защитного слоя бетона, уменьшению площади сечения арматуры. В статье предложен метод прогнозирования комплексной деградации железобетонных конструкций прибрежных сооружений с учетом различных механизмов коррозионного износа, что позволяет разработать эффективные способы повышения долговечности и ремонтопригодности конструкций, эксплуатируемых в морской среде. Разработана методика прогнозирования долговечности железобетонных конструкций при совместном воздействии карбонизации и хлоридной агрессии с использованием конечно-разностной и вероятностной моделей. Учтены периоды инициирования и распространения коррозии арматуры для условий шельфовой зоны острова Сахалин. Выполнены полевые исследования сооружений портов Холмск и Корсаков. Произведена оценка фронта карбонизации и содержания хлоридов по глубине защитного слоя бетона. Предложена модель, позволяющая определить средний период до ремонта с учетом скорости деградации защитного слоя бетона от одновременного воздействия двух коррозионных процессов: карбонизации и хлоридной агрессии.
View/ Open
Collections
- № 4[10]