蠕变对腐蚀诱发开裂的影响
材料科学
2022-02-08 v1
摘要
对于钢筋混凝土中的腐蚀诱发开裂，自然发生的腐蚀速率极低，以致于在钢筋表面附近往往需经数十年锈层累积，才能对周围混凝土产生足够压力并引发保护层开裂。为加速该过程，研究者开发了外加电流腐蚀试验，将腐蚀速率控制得很高，使混凝土保护层在数天内即开裂。将这类加速试验结果外推至自然腐蚀情形，需要理解混凝土长期蠕变变形对腐蚀诱发开裂过程的影响。文献中的数学模型常对加速腐蚀忽略蠕变，而对自然腐蚀速率则以有效模量的形式加以考虑。本文提出三种复杂度递增的数值模型，旨在研究蠕变对腐蚀诱发开裂的影响。最简方法基于未开裂轴对称厚壁圆筒，并结合锈层累积引起的径向压力的塑性极限。中等复杂度模型包含一个厚壁圆筒模型，划分为内开裂层与外未开裂层。最完备的模型由三维点阵法离散化的厚壁圆筒构成。三种方法均借助 Bažant 及其合作者提出的 B3 模型预测基本蠕变。混凝土强度的时变特性采用 fib 模型规范表达式建模。结果表明，对于完备的点阵模型，蠕变对临界腐蚀侵入深度影响有限，这意味着临界腐蚀侵入深度对腐蚀速率的依赖性必有其他来源。
引用
@article{arxiv.2202.03135,
title = {Effect of Creep on Corrosion-Induced Cracking},
author = {Ismail Aldellaa and Petr Havlásek and Milan Jirásek and Peter Grassl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.03135},
year = {2022}
}