A mixture theory-based concrete corrosion model coupling chemical reactions, diffusion and mechanics

Een 3-D continuum mengsel model dat corrosie van beton met zwavelzuur beschrijft, is gemaakt. In essentie, de chemische reactie transformeert kalk (calcium hydroxide) en zwavelzuur tot gips dat water vrijlaat. Het model omvat de evolutie van de chemische reactie, diffusie van stoffen binnen een poreus material en mechanische deformaties. Dit model is toegepast op een 1-D problem van een plaatlaag tussen beton en rioollucht. De instroom van kalk uit het beton en van zwavelzuur uit de rioollucht behoud de gipsgenererende chemische reactie (sulfatatie of sulfaat aanval). De combinatie van instroom van materie en de chemische reactie veroorzaakt een netto groei in de dikte van de gipslaag bovenop de betonbasis. Het model staat de determinering van de plaatlaagdikte h = h(t), dat een indicatie geeft van zowel de hoeveelheid geproduceerd gips door de betoncorrosie als de hoeveelheid kalk en zwavelzuur in het material, toe als een functie van de tijd. De existentie van een parameter regime waarvoor het model een niet-krimpende plaatlaagdikte h(t) geeft, is numeriek geindentificeerd. De robuustheid van het model met betrekking tot veranderingen in de model parameters is ook onderzocht.