Simulación del agrietamiento por corrosión en hormigón armado basado en el modelado de campo electroquímico...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería civil
• La electroquímica

Sus antecedentes:

• El agrietamiento por corrosión no uniforme en el hormigón armado es una causa importante de fallas en la durabilidad estructural.
• Comprender los mecanismos acoplados de corrosión, hinchazón de óxido y agrietamiento es crucial para predecir la vida útil del material.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un modelo de campo electroquímico multiespecífico a escala microscópica para simular y analizar las grietas inducidas por la corrosión en el hormigón armado.
• Investigar el acoplamiento espacio-temporal de las reacciones electroquímicas, el transporte de iones y la mecánica de la fractura.

Principales métodos:

• Cinética de reacción electroquímica integrada, transporte de iones múltiples y teoría de la fractura de campo de fase.
• Utilizó la densidad de corriente de corrosión local como una variable clave para vincular los procesos electroquímicos con la hinchazón del óxido y la propagación de grietas.
• Simulaciones de campo de fase empleadas para el análisis de la iniciación y propagación de fracturas.

Principales resultados:

• El modelo predice con precisión la duración de la grieta, la forma de la grieta y la distribución de la concentración de iones, validadas por datos experimentales.
• La densidad de corriente de corrosión local indica efectivamente la velocidad de reacción electroquímica.
• Los estudios paramétricos revelaron la influencia de varios factores (por ejemplo, difusión de oxígeno, espesor de la capa protectora) en los patrones de agrietamiento.

Conclusiones:

• El modelo multifísico desarrollado proporciona un marco sólido para analizar las grietas inducidas por la corrosión en el hormigón armado.
• Los hallazgos ofrecen herramientas teóricas para el análisis cuantitativo, la evaluación de la durabilidad y el diseño de protección de estructuras de hormigón.