Degradations in concrete due to cyclic loading and its effects on transport processes with regard to ASR damage

作者：Przondziono Robin^*; Timothy Jithender Jaswant; Minh Nguyen; Weise Frank; Breitenbuecher Rolf; Meschke Guenther; Meng Birgit

来源：Beton- und Stahlbetonbau, 2015, 110(1): 3-12.

DOI：10.1002/best.201400095

• Alkali-Kieselsaure-Reaktion
• Baustoffe
• Degradation
• Ionentransport
• Mikromechanik
• Fahrbahn
• Modellierung
• Stra ss enbeton
• Transportprozesse
• Vorschadigung
• zyklische Belastung
• Baustoffe
• Korrosion
• Versuche

Auf Grundlage der Zielsetzung der Forschergruppe 1498 beschaftigt sich dieser Beitrag mit den Auswirkungen einer zyklischen mechanischen Belastung im Vierpunktbiegeversuch auf das Transportverhalten in Betongefuge. Hierzu wurde zunachst die Degradation des Mikrogefuges mittels Ultraschallmessungen sowie rissmikroskopischen Untersuchungen an Dunnschliffen charakterisiert. Mit dem Ziel der numerischen Modellbildung wurden Untersuchungen zum Wassereindringverhalten durchgefuhrt. Es wurden u. a. das Wassereindringverhalten uber die Zeit und der Einfluss von Vorschadigungen experimentell gepruft. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen zu den Einzelprozessen des Ionentransports in poroses Gefuge wurde ein mikromechanisches Mehrskalenmodell entwickelt, welches es ermoglicht, die Wirkung der Vorschadigung auf gekoppelte Feuchte- und Ionentransportprozesse vorherzusagen. Das Modell berucksichtigt die Topologie und raumliche Verteilung der Mikrorisse und deren Einfluss auf die Ionendiffusivitat. Die numerische Simulation liefert bei anisotroper Verteilung der Mikrorisse eine erhohte Alkali-Eindringtiefe. Degradations in concrete due to cyclic loading and its effects on transport processes with regard to ASR damage According to the goals of the research group 1498, this paper deals with the effects of cyclic flexural loading in a four-point bending test on the fluid transport processes within a concrete structure. Therefore, the degradation of the microstructure is characterized through ultrasonic wave measurements as well as microscopic crack analysis. In order to numerically model these processes, experiments on the penetration behavior of water into the concrete were carried out. The penetration behavior over time as well as the influence of degradation on the water transport were investigated. To predict the influence of concrete degradation on alkali diffusivity, a multi-scale continuum micromechanics model is incorporated into the numerical model, which accounts for the topology and the three-dimensional distribution of microcracks. As expected, the numerical simulation predicts larger alkali-penetration in pre-damaged concrete. Regarding the micro-crack distribution, an anisotropic distribution of micro-cracks tangential to the direction of the alkali and water flux increases their penetration depth.

• 出版日期2015-1