1 Fakulta stavební, VŠB-Technická univerzita Ostrava 2 Civil and Environmental Engineering Department, University of Utah Modelování v mechanice Ostrava, února, 2011 Petr KONEČNÝ 1 Jiří BROŽOVSKÝ 1 Pratanu GHOSH 2 VYUŽITÍ PROGRAMU KOROZEENECK K MODELOVÁNÍ VLIVU CHLORIDŮ NA VZNIK TRHLIN V ŽELEZOBETONU

Konečný, P., Brožovský, J. a Ghosh, P. - VŠB–TU of Ostrava a University of Utah, USA Osnova Úvod Životnost Iniciační fáze koroze Propagační fáze koroze Aplikace programu Korozeeneck Závěr

Konečný, P., Brožovský, J. a Ghosh, P. - VŠB–TU of Ostrava a University of Utah, USA Úvod Cíl programu Korozeeneck 1D - analýza vlivu chloridů na ocelovou výztuž železobetové konstrukce: zohlednění iniciační i propagační fázi koroze Pravděpodobnostní aplikace je zajištěna ve spolupráci se spolehlivostní nástavbou MONTE [1]. [1] BROŽOVSKÝ, J., (2006) The home page of the “Monte” simulation software:.

Konečný, P., Brožovský, J. a Ghosh, P. - VŠB–TU of Ostrava a University of Utah, USA Životnost t service – životnost (provozuschopnost) t initiation – doba do iniciace koroze t propagation – doba do vzniku trhlin

Konečný, P., Brožovský, J. a Ghosh, P. - VŠB–TU of Ostrava a University of Utah, USA Iniciační fáze koroze Vníkání chloridů je modelováno analyticky s využitím 2. Fickova zákona difuze. Aplikace polynomiálního rozvoje Crankova řešení diferenciální rovnice

Konečný, P., Brožovský, J. a Ghosh, P. - VŠB–TU of Ostrava a University of Utah, USA Iniciační fáze koroze Iniciační fáze končí započetím koroze: C x,t - časově závislá koncentrace chloridových iontů na úrovni výztuže C th – chloridový práh [% hmotnosti materiálů s cementačními vlastnostmi]

Konečný, P., Brožovský, J. a Ghosh, P. - VŠB–TU of Ostrava a University of Utah, USA Propagační fáze koroze Model [2] limitující propagační fází vznikem nepřípustné trhliny w – velikost trhliny w cr – limitní velikost trhliny K = regresní součinitel dle [2]  A s – úbytek plochy výztuže vyvolaný korozí  A s0 – úbytek plochy při kterém vznikne nepřípustná trhlina [2] VIDAL, T., CASTEL, A., and FRANCOIS, R., ‘Analyzing crack width to predict corrosion in reinforced concrete’, Cem. and Conc. Res. 34, (2004), 165–174.

Konečný, P., Brožovský, J. a Ghosh, P. - VŠB–TU of Ostrava a University of Utah, USA Propagační fáze koroze Úbytek plochy výztuže vyvolaný korozí [2]  A s – úbytek plochy výztuže vyvolaný korozí  – součinitel zohledňující typ koroze (rovnoměrná koroze  = 2) x D = hloubka koroze D – průměr výztuže  A s0 – úbytek plochy při kterém vznikne nepřípustná trhlina C – krytí výztuže

Konečný, P., Brožovský, J. a Ghosh, P. - VŠB–TU of Ostrava a University of Utah, USA Propagační fáze koroze Hloubka koroze x x - hloubka koroze i corr – hustota korozního proudu [3] t – čas do vzniku nepřípustných trhlin ( t propagation )  – odporu betonu  (resistivita) [3] MORRIS, W, VICO, A., VAYQUEZ, M., DE SANCHEZ, S.R. (2002) Corrosion of reinforcing steel evaluated by means of concrete resistivity measurements, Corrosion Science 44 (2002)

Konečný, P., Brožovský, J. a Ghosh, P. - VŠB–TU of Ostrava a University of Utah, USA Příklad Vstupní parametry: Difuzní součinitel D c = 4.91 [m 2 s -1 × ] Hloubka výztuže x = [m] Povrchová koncentrace chloridů C 0 = 1.11 [%] Resistivita betonu  = 6.6 [KOhm-cm], Průměr výztuže D = 19 [mm] Chloridový práh C th = 0.27 [%] Odhad trvání iniciační fáze a propagační fáze Iniciace koroze t initiation = 31.9 roků Propagace koroze t propagation = 10,7 roků Životnost t service = 42.6 roků

Konečný, P., Brožovský, J. a Ghosh, P. - VŠB–TU of Ostrava a University of Utah, USA Výsledky Odporu betonu  (resistivita) Doba propagační fáze t propagation

Konečný, P., Brožovský, J. a Ghosh, P. - VŠB–TU of Ostrava a University of Utah, USA Závěry Předvedena ukázka využití programu Korozeeneck vyvíjeného pro odhad vlivu chloridů na trvanlivost železobetonových konstrukcí. Je modelována 1D problém, a to doba do vzniku koroze a následně doba do vzniku nepřípustných trhlin. Iniciační fáze je modelována za pomocí difuze. Propagační fáze koroze je zatím popsána s využitím modelu pro rovnoměrnou korozi [2].

Konečný, P., Brožovský, J. a Ghosh, P. - VŠB–TU of Ostrava a University of Utah, USA Závěry Model [2] je možno využít pro modelování důlkové koroze. Vzhledem k velkému rozptylu vstupních parametrů je vhodné pravděpodobnostní řešení dané problematiky. Na pravděpodobnostní aplikaci se pracuje, a to s využitím software Monte [1] volající dynamickou knihovnu s programem Korozeeneck.

Petr Konečný 1, Jiří Brožovský 1, Pratanu Ghosh 2 Děkuji za pozornost Modelování v mechanice Ostrava, února, 2011 VYUŽITÍ PROGRAMU KOROZEENECK K MODELOVÁNÍ VLIVU CHLORIDŮ NA VZNIK TRHLIN V ŽELEZOBETONU 1 Fakulta stavební, VŠB-Technická univerzita Ostrava 2 Civil and Environmental Engineering Department, University of Utah