¿Cuál es la presión interna que inicia el daño en materiales cementosos durante el congelamiento y descongelamiento? Un análisis micromecánico
Autores: Timothy, Jithender J.; Haynack, Alexander; Kränkel, Thomas; Gehlen, Christoph
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
¿Cuál es la presión interna que inicia el daño en materiales cementosos durante el congelamiento y descongelamiento? Un análisis micromecánico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Daño
Congelación
Procesos de descongelación
Durabilidad del concreto
Iniciación de microfisuras
Marco teórico multiescala
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
El daño inducido por procesos repetitivos de congelación y descongelación es uno de los factores críticos que afectan la durabilidad del concreto en climas fríos. Este proceso de deterioro se manifiesta como escalado superficial y daño interno. Los procesos de daño están gobernados por mecanismos fisicoquímicos que son activos en múltiples escalas. En esta contribución, presentamos un nuevo marco teórico multiescalar para estimar la presión crítica requerida para la iniciación de microgrietas durante la congelación y descongelación de mortero cementoso. Se utiliza micromecánica continua y mecánica de fractura para modelar los fenómenos de iniciación y crecimiento de microgrietas. El daño a la microscale se escala al nivel del espécimen utilizando homogeneización multinivel. La presión crítica se estima utilizando poromecánica a la escala microscópica. Un análisis teórico muestra que en el estado congelado, el material puede resistir presiones más altas. Como consecuencia, el material es más susceptible al daño durante la descongelación. Las predicciones micromecánicas están dentro del rango de las predicciones obtenidas por la teoría electrocinética.
Descripción
El daño inducido por procesos repetitivos de congelación y descongelación es uno de los factores críticos que afectan la durabilidad del concreto en climas fríos. Este proceso de deterioro se manifiesta como escalado superficial y daño interno. Los procesos de daño están gobernados por mecanismos fisicoquímicos que son activos en múltiples escalas. En esta contribución, presentamos un nuevo marco teórico multiescalar para estimar la presión crítica requerida para la iniciación de microgrietas durante la congelación y descongelación de mortero cementoso. Se utiliza micromecánica continua y mecánica de fractura para modelar los fenómenos de iniciación y crecimiento de microgrietas. El daño a la microscale se escala al nivel del espécimen utilizando homogeneización multinivel. La presión crítica se estima utilizando poromecánica a la escala microscópica. Un análisis teórico muestra que en el estado congelado, el material puede resistir presiones más altas. Como consecuencia, el material es más susceptible al daño durante la descongelación. Las predicciones micromecánicas están dentro del rango de las predicciones obtenidas por la teoría electrocinética.