Prediction of corrosion initiation in concretestructures using finite volume method



Document title: Prediction of corrosion initiation in concretestructures using finite volume method
Journal: Revista técnica de la Facultad de Ingeniería. Universidad del Zulia
Database: PERIÓDICA
System number: 000447845
Authors: 1
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Institutions: 1Universidad del Zulia, Facultad de Ingeniería, Maracaibo, Zulia. Venezuela
2Universidad de Granada, Escuela de Ingeniería de Caminos, España
Year:
Volumen: 34
Number: 1
Pages: 14-21
Country: Venezuela
Language: Español
Document type: Artículo
Approach: Prospectivo
Spanish abstract El objetivo de este trabajo es la estimación del tiempo de iniciación de la corrosión de la armaduramediante la aplicación del método de volúmenes finitos en la solución de la forma transitoria no lineal dela segunda ley de Fick; cuando la difusividad es dependiente de la concentración de iones cloruros deacuerdo al modelo de Hall. Se usa un algoritmo de optimización para calibrar los parámetros del modelode Hall que ajustan la solución numérica a un perfil experimental de cloruros para un tiempo dado. La in-formación experimental se obtuvo mediante la determinación del contenido de iones cloruro a diferentesprofundidades en el concreto, mediante el método potenciométrico aplicado a muestras extraídas delPuente “General Rafael Urdaneta”, Maracaibo, Estado Zulia, Venezuela. Adicionalmente, se efectuaronmediciones electroquímicas (potencial y velocidad de corrosión), utilizando el GECOR 6 para determinarel espesor del concreto carbonatado, mediante el indicador ácido/base fenolftaleina. La evaluación finalconsidera las medidas electroquímicas, la calidad del concreto y las condiciones atmosféricas de exposi-ción. El modelo numérico permite estimar con buena precisión, la evolución del perfil de cloruros en la es-tructura con el tiempo y provee una predicción del tiempo de iniciación de la corrosión en la armadura
English abstract Time estimation of rebar corrosion initiation by using control volume method applied to the tran-sient no lineal Fick’s second law equation, when the diffusivity is a function of chloride concentration ac-cording to the Hall ́s model, is the main objective of this paper. The direct physical interpretation of proce-dure is the most important reason that justify the use of Control Volume Method, in comparison with oth-ers numerical techniques. An optimization algorithm is used to adjust the parameters necessary in theHall model from an experimental profile provide by the user. Experimental methodology includes the fol-lowing measurements: electrochemical by using GECOR 6, the carbonatation depth into the concrete andchloride profiles in different sections. Electrochemical measurements, concrete quality and atmosphereconditions are considered in the final evaluation. There is agreement between numerical results and ex-perimental data from cores located in General Rafael Urdaneta Bridge, in Maracaibo Lake, Zulia State,Venezuela, where investigations were developed previously. The numerical model developed allows to esti-mate with good precision, the evolution of chloride profile in the structure over time and provides a predic-tion of time for corrosion initiation in the reinforcemen
Disciplines: Matemáticas
Keyword: Matemáticas aplicadas,
Corrosión,
Estructuras de concreto,
Modelos matemáticos,
Volumen finito
Keyword: Concrete structures,
Corrosion,
Finite volume,
Mathematical models
Full text: https://produccioncientificaluz.org/index.php/tecnica/article/view/6727/6714