ČVUT DSpace
  • Search DSpace
  • Čeština
  • Login
  • Čeština
  • Čeština
View Item 
  •   ČVUT DSpace
  • České vysoké učení technické v Praze
  • Fakulta stavební
  • Disertační práce - 11000
  • View Item
  • České vysoké učení technické v Praze
  • Fakulta stavební
  • Disertační práce - 11000
  • View Item
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

Degradation Modelling of Concrete and Reinforced Concrete Structures Due to Carbonation, Chloride Ingress and Alkali-Silica Reaction

Degradation Modelling of Concrete and Reinforced Concrete Structures Due to Carbonation, Chloride Ingress and Alkali-Silica Reaction

Type of document
disertační práce
doctoral thesis
Author
Karolina Jandová
Supervisor
Šmilauer Vít
Opponent
Červenka Jan
Field of study
Fyzikální a materiálové inženýrství
Study program
Stavební inženýrství
Institutions assigning rank
katedra mechaniky
Rights
A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Vysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Metadata
Show full item record
Abstract
V dnešní době patří beton mezi nejvíce vyráběný materiál ve světě. Vlastnosti betonu a železobetonu se mohou zhoršovat z několika důvodů, v našem případě se zaměříme na karbonataci, vnikání chloridů a alkalicko-křemičitou reakci. Přítomnost oxidu uhličitého v atmosféře, stejně tak výskyt chloridů z rozmrazovacích solí nebo slané vody a určitá úroveň alkálií v cementu - všechny tyto faktory mají vliv na konstrukční provozuschopnost a životnost betonových a železobetonových konstrukcí. Tato práce se věnuje modelování degradace dvou oblastí. První z nich je oblast, kde chemo-mechanické modely popisují období iniciace a průběh koroze výztuže způsobené karbonatací nebo chloridy. Výpočty zohledňují návrh betonové směsi, využití přímesí, krycí vrstvu, šířku trhlin a podmínky okolního prostředí. Sdružená úloha je řešena ve třech fázích. První z nich je plastický model s poškozením, který predikuje vznik trhlin před vniknutím agresivních látek. Druhá fáze využívá 1D transportního modelu, který predikuje dobu vzniku trhliny v krycí vrstvě, dobu odpadnutí krycí vrstvy a efektivní plochu oceli. V poslední třetí fázi se stanovuje mechanickou analýzou únosnost konstrukce v závislosti na stavu koroze výztuže. Druhá oblast se zabývá chemicko-mechanickou expanzí způsobenou alkalicko-křemičitou reakcí, s přihlédnutím k její kinetice, podmínkám okolního prostředí, obsahu alkálií, reaktivní části kameniva a stavu napětí. Validace byly provedeny na několika realných konstrukcích zatížených chloridy a karbonatací, například na betonové vzpěře předpjatého mostu a mostu Nougawa v Japonsku. Bylo provedeno několik validací pro volnou expanzi způsobenou ASR a pro případ, že je takovéto expanzi zabráněno. Využití a porovnání ASR modelu je demonstrováno na betonové gravitační přehradě.
 
Abstract: Concrete is the most man-made material in today's world. Concrete and reinforced concrete may deteriorate due to several reasons, the focus here is devoted to carbonation, chloride ingress or alkali-silica reaction. The presence of carbon dioxide in the atmosphere, available chlorides from de-icing salts or salt water and certain level of alkalis in the cement - all those factors have an impact on structural serviceability and life design of concrete and reinforced concrete structures. The thesis presents two modelling areas of deterioration. The rst area belongs to a chemo-mechanical tasks covering initiation and propagation periods of chloride and carbonation steel corrosion, taking into account concrete mix design, supplementary cementitious materials, concrete cover, crack width and environmental conditions. The strategy for solving this coupled problem stems from three stages. First, a short-term fracture-plastic constitutive model predicts cracking prior to the carbonation and chloride ingress. Second, 1D model of carbonation and chloride ingress yields the time of concrete cracking, spalling and the eective steel area. Third, mechanical analysis assesses the load-bearing capacity of a structure in dependence on the state of reinforcement corrosion. The second area addresses a chemo-mechanical expansion for alkali-silica reaction (ASR), taking into account its kinetics, environmental conditions, alkali content, reactive part of aggregates and stress-state. Validation for carbonation and chloride ingress covers several real examples, such as a concrete strut of a prestressed bridge and Nougawa bridge in Japan. Validation for ASR covers free sample expansion and constrained members. Performance of the model is demonstrated on a concrete gravity dam, set as a benchmark example.
 
URI
http://hdl.handle.net/10467/92039
View/Open
POSUDEK (253.3Kb)
PLNY_TEXT (22.84Mb)
POSUDEK (1.414Mb)
POSUDEK (1.127Mb)
Collections
  • Disertační práce - 11000 [310]

Related items

Showing items related by title, author, creator and subject.

  • Numerická analýza materiálového modelu cementového kompozitu 

    Author: Matějka Jan; Supervisor: Fornůsek Jindřich; Opponent: Vavřiník Tomáš
    (České vysoké učení technické v Praze. Vypočetní a informační centrum.Czech Technical University in Prague. Computing and Information Centre., 2017-05-19)
    Účelem této práce bylo provedení numerické analýzy popisující chování speciálního vysokopevnostního drátkobetonu (UHPFRC) vyvinutého v Experimentálním centu na Fakultě stavební ČVUT v Praze při zkoušce v tříbodovém ohybu ...
  • Rekonstrukce průmyslových staveb - vliv karbonatace betonu na životnost konstrukce 

    Author: Vejvara Luděk; Supervisor: Witzany Jiří
    (České vysoké učení technické v Praze. Vypočetní a informační centrum., 2013-01-16)
    Karbonatace betonu je důležitý chemický a fyzikální jev, který zasahuje veškeré nosné železobetonové konstrukce staveb. Základní podstatou celého tohoto jevu je to, že v betonu dochází působením vzdušného oxidu uhličitého ...
  • Beton v českém stavebnictví 

    Author: Janák Ondřej; Supervisor: Měšťanová Dana; Opponent: Macek Daniel
    (České vysoké učení technické v Praze. Vypočetní a informační centrum.Czech Technical University in Prague. Computing and Information Centre., 2015-01-23)
    Bakalářská práce se zabývá betonem, ve smyslu stavebního materiálu uplatňujícího se především v českém stavebnictví. Text práce popisuje, co to vlastně beton je, z čeho se vyrábí a jak jsou betony děleny, podle svého stavu, ...

České vysoké učení technické v Praze copyright © 2016 

DSpace software copyright © 2002-2016  Duraspace

Contact Us | Send Feedback
Theme by 
@mire NV
 

 

Useful links

CTU in PragueCentral library of CTUAbout CTU Digital LibraryResourcesStudy and library skillsResearch support

Browse

All of DSpaceCommunities & CollectionsBy Issue DateAuthorsTitlesSubjectsThis CollectionBy Issue DateAuthorsTitlesSubjects

My Account

Login

České vysoké učení technické v Praze copyright © 2016 

DSpace software copyright © 2002-2016  Duraspace

Contact Us | Send Feedback
Theme by 
@mire NV