Numerical study of ITZ contribution on diffusion of chloride and induced rebar corrosion: A discussion of three-dimensional multiscale approach

Xi Tu; Cunjun Pang; Xuhong Zhou; Airong Chen

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자료유형: 학술저널

저자정보: Xi Tu (Chongqing University) Cunjun Pang (Chongqing University) Xuhong Zhou (Chongqing University) Airong Chen (Chongqing University)

저널정보: 한국계산역학회 Computers and Concrete, An International Journal Computers and Concrete, An International Journal Vol.23 No.1

발행연도: 2019.1

수록면: 69 - 80 (12page)

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Modeling approach for mesoscopic model of concrete depicting mass transportation and physicochemical reaction is important since there is growing demand for accuracy and computational efficiency of numerical simulation. Mesoscopic numerical simulation considering binder, aggregate and interfacial transition zone (ITZ) generally produces huge number of DOFs, which is inapplicable for full structure. In this paper, a three-dimensional multiscale approach describing three-phase structure of concrete was discussed numerically. An effective approach generating random aggregate in polygon based on checking centroid distance and intersection of line segment was introduced. Moreover, ITZ elements were built by parallel expanding the surface of aggregates on inner side. By combining mesoscopic model including full-graded aggregate and macroscopic model, cases related to diffusivity and thickness of ITZ, volume fraction and grade of aggregate were studied regarding the consideration of multiscale compensation. Result clearly showed that larger analysis model in multiscale model expanded the diffusion space of chloride ion and decreased chloride content in front of rebar. Finally, this paper addressed some worth-noting conclusions about the chloride distribution and rebar corrosion regarding the configuration of, rebar diameter, concrete cover and exposure period.

#reinforced concrete structure #chloride diffusion #numerical simulation #multiscale #ITZ

참고문헌 (42)

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Andrade, C. / 1993 / Cover cracking as a function of bar corrosion : Part I-Experimental test / Mater. Struct 26(8):453~464

Angst, U. / 2009 / Critical chloride content in reinforced concrete-A review / Cement Concrete Res 39(12):1122~1138

Bailakanavar, M. / 2012 / Automated modeling of random inclusion composites / Eng. Comput 30(4):609~625

Bernard, F. / 2015 / Numerical study of ITZ contribution on mechanical behavior and diffusivity of mortars / Comput. Mater. Sci 102:250~257

Biondini, F. / 2004 / Cellular automata approach to durability analysis of concrete structures in aggressive environments / J. Struct. Eng 130(11):1724~1737

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