Coupled Discrete Meso-scale Model for Mechanics and Transport Phenomena in Concrete
Project goals
Durability of structures made of reinforced concrete is to a large extent determined by penetration of various substances and their transport inside the material. Presence of these substances may lead to chemical and physical processes causing deterioration of this widely used construction material. The durability-based design must take it into account. The project is focused on creation of a numerical model of transport in concrete with consideration of a mutual interaction with mechanical processes such as formation and propagation of cracks. The coupled model will be formulated at mesoscopic scale, where individual mineral grains are directly represented. It allows detailed description of cracks in the heterogeneous structure, flow inside them and pressure of fluid on their faces. To reduce computational requirements, the model will be discrete. Part of the project will be devoted to validation of the model and detailed study of its behavior. The model will be applied to analyze cracking caused by corrosion of reinforcement with aspiration to provide recommendation for practice.
Keywords
concretemechanicstransportfracturefluid pressurecoupled problemdiscrete modelmeso-scalemesh-dependencyboundary layerPower tessellationrebar corrosionspalling
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 23 (SGA0201900001)
Main participants
Vysoké učení technické v Brně / Fakulta stavební
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
19-12197S
Alternative language
Project name in Czech
Sdružená Úloha Mechaniky a Proudění v Betonu Řešená Pomocí Meso-Úrovňového Diskrétního Modelu
Annotation in Czech
Životnost železobetonových konstrukcí je do velké míry ovlivněna pronikáním nejrůznějších substancí a jejich transportem uvnitř materiálu. Přítomnost těchto substancí může vést k celé řadě chemických a fyzikálních procesů negativně ovlivňujících tento nejrozšířenější konstrukční materiál. Pro konstrukce s dlouhou plánovanou životností je nutné vzít tyto procesy v úvahu. Projekt je zaměřen na modelování transportních jevů v betonu s uvažováním vzájemné interakce s mechanickými procesy jako je vznik a přítomnost trhlin. Takovýto sdružený model bude vytvořen na meso úrovni, tedy bude přímo uvažovat jednotlivá zrna kameniva. To umožní detailní popis trhlin v materiálové struktuře, proudění v těchto trhlinách a tlak kapaliny na líce trhlin. Bude použita diskrétní formulace modelu, která výrazně uspoří výpočtový čas. Část projektu bude věnována validaci modelu, detailním studiím jeho chování a možnostem dalšího vylepšení. Pomocí modelu bude analyzován vznik a šíření trhlin způsobených korozí výztuže se snahou o praktická doporučení pro návrh železobetonových konstrukcí.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2019
Realization period - end
Dec 31, 2023
Project status
—
Latest support payment
Apr 30, 2021
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP22-GA0-GA-R
Data delivery date
Feb 22, 2022
Finance
Total approved costs
4,874 thou. CZK
Public financial support
4,874 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 874 CZK thou.
Public support
4 874 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Civil engineering
Solution period
01. 01. 2019 - 31. 12. 2023