Abstract
Corrosion of reinforcing steel can seriously limit the service life of concrete structures in marine applications. Chloride diffusion is one of the two major problems causing this phenomenon, increasing when the concrete is exposed to a marine environment in coastal areas. The service life of a structure may be divided into two general phases: an initiation period, in which the reinforcing steel surface is still passive as a result of the contact with a high pH medium, in which the aggressive ions penetrate the concrete toward the reinforcing bar, and a propagation period that starts when the chloride ion contamination on the steel surface exceeds the critical threshold level for the passivity breakdown. The aim of this work is to examine the chloride diffusion at the initial period on a marine environment by considering the variability of the diffusion coefficients with inherent parameters of the concrete, exposed during a period of two years in Yucatan, Mexico. A model based on the second Fick's law is proposed; the non-linearity of the problem is taken into account and a numerical procedure based on the finite difference method is developed to solve the set of equations. Comparisons with experimental data are also carried out in order to show the reliability and the effectiveness of the proposed numerical model.
Highlights
Corrosión of reinforcing steel can seriously limit the service life of concrete structures in marine applications
Hecho que provoca pérdidas tanto humanas como económicas
La cantidad de iones depositados o lavados en una unidad de tiempo y por unidad de área se puede representar por medio de expresiones no lineales que permiten ajustar el comportamiento experimental mostrado por las estructuras expuestas en la atmósfera marina estudiada, obteniéndose una expresión en la que la concentración superficial es dependiente del tiempo y de los parámetros utilizados en la elaboración del hormigón mismo, como la relación a/c y los días de curado
Summary
México es uno de los muchos países que sufre problemas de corrosión en sus infraestructuras (1), con mayor severidad en las costas o ambientes marinos. Una relación de algunos parámetros no contemplados por algunos de los modelos ya publicados en la literatura (3-5), es la siguiente: la variación de la concentración de iones cloruro en la superficie con respecto al tiempo, la heterogeneidad del sistema debida a los agregados del hormigón, el transporte no difusional del agua en los poros del hormigón y los iones cloruro, la presencia de grietas en el hormigón, la presencia de esfuerzos, el efecto del gradiente de las porosidades, la temperatura, el potencial eléctrico, los cambios locales en la concentración crítica debidos a la polarización del acero en la celda de corrosión formada, el efecto de formas geométricas complicadas (en el caso de no ser estas simples), y el efecto del atrapamiento del ion cloruro por mecanismos tales como el entrelazamiento químico. Puede ser de gran ayuda para predecir el inicio de la etapa de propagación, aunque se tiene que reconocer que la no inclusión de otros parámetros relacionados con el comportamiento de una estructura real de hormigón armado afecta a la precisión de las predicciones
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