Physical and mathematical modelling of the mass transfer process in heterogeneous systems under corrosion destruction of reinforced concrete structures

Fedosov, S. V.; Rumyantseva, Varvara E.; Красильников, И В; Konovalova, Viktoriya

doi:10.1088/1757-899x/456/1/012039

Cited by 15 publications

(10 citation statements)

References 1 publication

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Система «арматура -бетон -агрессивная среда». I -арматура; II -бетон; III -агрессивная среда; IV -защитный слой For the considered system "сoncreteliquid aggressive environment" the mass transfer problem for calcium hydroxide, complicated by chemical and phase transformations, can be written as the following equations [2,8,12,15]:…”

Section: Results Of Theoretical Researchmentioning

confidence: 99%

“…Expression (15) allows us to calculate the concentration field of both the target component and aggressive substances by the thickness of a concrete or reinforced concrete building structure at any time in the range of the Fourier mass transfer similarity criterion -exchange number 0...0.01. But also makes it possible to determine the value of the gradient target component ("free calcium hydroxide" this at the phases heterogeneous system «сoncreteliquid aggressive environment» [2].…”

Section: Results Of Theoretical Researchmentioning

confidence: 99%

“…All this determines the directions of scientific research of researchers. The main difficulty of applying solution (15) in engineering calculations is to determine the numerical value of the additional volumetric release (collection) mass source. The mathematical function of the the additional volumetric release (collection) mass source is mainly determined by the distribution of reagent concentrations and the laws of chemical kinetics, taking into account, among other things, the differences in intrapore pressure.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…It is possible to predict changes in the structure, physical, mechanical and chemical properties of materials of building structures, especially those made of concrete and reinforced concrete, using the theory of heat and mass transfer. Heat and mass transfer processes are one of the most important branches of modern science and are of great practical importance in [15,16].…”

Section: Problem Statementmentioning

confidence: 99%

See 3 more Smart Citations

Research of Physical and Chemical Processes in the System "Cement Concrete - Liquid Aggressive Environment"

2022

Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.

View full text Add to dashboard Cite

Работа посвящена актуальной теме -изучению физико-химических процессов при эксплуатации железобетонных конструкций в агрессивных средах. Представлена высокая значимость для стабильного существования минералов цементного камня наличия насыщенного раствора гидроксида кальция в порах бетона. В статье рассмотрены основные методы математического моделирования, которые используются для описания физико-химических процессов массопереноса целевого компонента (гидроксида кальция). Показана возможность использования математических моделей при описании жидкостной коррозии цементных бетонов, осложненной химическими превращениями, для определения параметров массоперноса и расчета скорости коррозии бетона до защитного слоя арматуры. Получена математическая модель массопереноса целевого компонента в безразмерных переменных. Предложено применить комбинированный метод микропроцессов для получения численно-аналитического решения краевой задачи нестационарного массопереноса, осложненного химическими превращениями. Получено численно-аналитическое решение нелинейной краевой задачи с начальными и граничными условиями нестационарного массопереноса, позволяющее рассчитать концентрации целевого компонента в толще строительной конструкции из бетона илиС.В. Федосов и др. 62 Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2022. Т. 65. Вып. 7 железобетона на цементном вяжущем, а также позволяет определить значение градиента концентраций на границе раздела фаз гетерогенной системы «Бетонжидкая агрессивная среда». Представленное решение задачи позволяет определить распределение концентрации целевого компонента в любой интересующий момент эксплуатации строительной конструкции, временные процессы достижения опасного содержания гидроксида кальция, находящегося в порах цементного бетона, до начала разложения компонентов высокоосновных соединений (алита, белита, трехкальциевого алюмината, четырехкальциевого алюмината) и, следовательно, перейти к дальнейшим этапам изучения и моделирования коррозионных процессов. Чтобы продемонстрировать возможности полученного решения, проведен численный эксперимент: показано изменение полей безразмерных концентраций при разных значениях массообменного критерия подобия Фурье, который в соответствии с теорией подобия является показателем времени процесса.

show abstract

Section: Results Of Theoretical Researchmentioning

confidence: 99%

Section: Results Of Theoretical Researchmentioning

confidence: 99%

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Section: Problem Statementmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Research of Physical and Chemical Processes in the System "Cement Concrete - Liquid Aggressive Environment"

2022

Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Метод математического моделирования, использованный в работе, основан на уравнениях математической физики, уравнениях нестационарного массопереноса и дифференциальных уравнениях массопроводности параболического типа [21][22][23].…”

Section: Mass Transfer Phenomena In the System «Cement Mortar-fiberglunclassified

Явления Массопереноса В Системе «цементный Раствор-Композитная Пластиковая Арматура» На Стадии Структурообразования Композита

Fedosov¹,

Rumyantseva

Konovalova

et al. 2020

aac

View full text Add to dashboard Cite

В статье описаны явления влагопереноса в системе «стекловолоконная арматура-цементный раствор» на стадии твердения и структурообразования композита. Для получения представленной математической модели влагопереноса при формировании цементной матрицы использованы уравнения математической физики, уравнения нестационарного массопереноса и дифференциальные уравнения массопроводности параболического типа. Рассмотрено влияние на процессы влагопереноса в системе «стекловолоконная арматура-цементный раствор» условий твердения композита: при отсутствии внешнего массообмена; при испарении влаги с поверхности, когда волокно не поглощает воду из цементной смеси, и при одновременном испарении влаги с поверхности и поглощении воды волокном. Полученная физико-математическая модель влагопереноса для системы «цементный раствор-стекловолоконная арматура» позволяет учитывать изменение водоцементного отношения на стадии твердения композита и устанавливать его влияние на структурообразование композита, на процессы самоуплотнения бетона, на его деформативные и эксплуатационные характеристики, а также на структурно-фазовый состав бетона. Математические модели дают возможность устанавливать необходимое водоцементное отношение для получения композита с заданными характеристиками, такими как прочность на сжатие и на растяжение при изгибе, трещиностойкость, плотность, пористость, коррозионная стойкость. Сформулированная физико-математическая задача может быть решена для частных случаев методом микропроцессов, что позволит произвести расчёты прочностных характеристик композита и осуществить численный анализ показателей долговечности и надёжности изделий и конструкций из армированного стекловолоконная арматурой бетона.

show abstract

Experimental Research of the Process Bio-corrosion of Cement Concrete for Inspection of Building Structures

Fedosov

Rumyantseva

Loginova

et al. 2021

Lecture Notes in Civil Engineering

View full text Add to dashboard Cite

Physical and mathematical modelling of the mass transfer process in heterogeneous systems under corrosion destruction of reinforced concrete structures

Cited by 15 publications

References 1 publication

Research of Physical and Chemical Processes in the System "Cement Concrete - Liquid Aggressive Environment"

Research of Physical and Chemical Processes in the System "Cement Concrete - Liquid Aggressive Environment"

Явления Массопереноса В Системе «цементный Раствор-Композитная Пластиковая Арматура» На Стадии Структурообразования Композита

Experimental Research of the Process Bio-corrosion of Cement Concrete for Inspection of Building Structures

Contact Info

Product

Resources

About