一种采用新型模型无损预测混凝土耐久性能的方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及一种采用新型模型无损预测混凝土耐久性能的方法与系统，属于混凝土技术领域，构建基于混凝土温度和环境湿度的扩展权重成熟度，并应用了关于氯离子扩散系数、孔隙率和抗压强度的整体模型作为桥梁，把氯离子扩散系数指标与成熟度指标进行耦合，从而建立考虑了混凝土温度和环境湿度的氯离子扩散系数与扩展权重成熟度的关系模型。最后可通过观测混凝土结构的成熟度指标来确定其对应的耐久性能。本发明专利技术综合考虑了影响混凝土微观孔隙结构的温湿度条件，提高了无损预测混凝土耐久性能的准确性。的准确性。的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种采用新型模型无损预测混凝土耐久性能的方法与系统


[0001]本专利技术涉及混凝土
，特别是涉及一种采用新型模型无损预测混凝土耐久性能的方法与系统。

技术介绍

[0002]混凝土结构自问世以来，最重要的一个导致钢混结构达不到寿命预期的原因就是其结构耐久性的缺失。在海水条件下或者海水海沙混凝土结构下，氯离子的浸入导致钢筋腐蚀膨胀是造成混凝土结构破坏的一重要原因。如今重大基础结构设施建设工程的耐久性和服役寿命问题已经引起土木工程界学者的广泛关注。
[0003]近年来基于传统成熟度理论与混凝土耐久性能参数的相关关系研究越来越多，从而实现实际工程中对混凝土耐久性能的无损检测。
[0004]目前主流的成熟度模型基本分为邵尔成熟度理论、基于阿伦尼乌斯公式的成熟度理论、荷兰权重成熟度理论、广义度时积的概念等。
[0005]但是传统模型对养护条件(温湿度)的考虑，特别是湿度条件考虑较少。而内外湿度与混凝土内部湿度梯度对混凝土水化进程尤为重要，从而影响混凝土微观孔隙结构，进而对混凝土的宏观性能(抗压强度和渗透性能等)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用新型模型无损预测混凝土耐久性能的方法，其特征在于，所述方法包括：构建基于混凝土温度和环境湿度的扩展权重成熟度；确定抗压强度与扩展权重成熟度的函数关系式；建立氯离子扩散系数与抗压强度的现象学模型；根据现象学模型和抗压强度与扩展权重成熟度的函数关系式，确定氯离子扩散系数与扩展权重成熟度的关系模型；获取当前时刻待测混凝土温度和环境湿度，并根据构建的基于混凝土温度和环境湿度的扩展权重成熟度计算当前时刻的扩展权重成熟度；将当前时刻的扩展权重成熟度代入氯离子扩散系数与扩展权重成熟度的关系模型中，获得当前时刻待测混凝土的氯离子扩散系数；所述氯离子扩散系数为反应混凝土耐久性能的指标。2.根据权利要求1所述的采用新型模型无损预测混凝土耐久性能的方法，其特征在于，所述构建基于混凝土温度和环境湿度的扩展权重成熟度，具体包括：建立基于混凝土温度和环境湿度的扩展权重成熟度的计算公式为其中，(t
eqa
)
r,w
为扩展权重成熟度，t为龄期，t0为初始龄期，H
e
为环境湿度，T为混凝土温度，T
r
为参考温度，γ、C分别为第一、第二参数；制作多组混凝土试块；对每组混凝土试块预设一种养护条件；多种养护条件为不同混凝土温度和环境湿度的组合；在多种养护条件下分别测试各自对应的混凝土试块，获得每种养护条件下的抗压强度
‑
龄期曲线，并将每种养护条件下的抗压强度
‑
龄期曲线的渐近线所对应的抗压强度作为每种养护条件对应的混凝土试块的极限强度；对每种养护条件下的抗压强度
‑
龄期曲线进行拟合，获得每种养护条件下的第一参数和第二参数；计算所有养护条件下的第一参数的平均值作为最终的第一参数，并计算所有养护条件下的第二参数的平均值作为最终的第二参数；将最终的第一参数和最终的第二参数代入基于混凝土温度和环境湿度的扩展权重成熟度的计算公式，确定最终的基于混凝土温度和环境湿度的扩展权重成熟度。3.根据权利要求2所述的采用新型模型无损预测混凝土耐久性能的方法，其特征在于，所述抗压强度与扩展权重成熟度的函数关系式为其中，S为抗压强度，S
u
为极限抗压强度，(t
eqa
)
r,w
为扩展权重成熟度。4.根据权利要求3所述的采用新型模型无损预测混凝土耐久性能的方法，其特征在于，所述氯离子扩散系数与抗压强度的现象学模型为
其中，D
cl
为氯离子扩散系数，V
a
为混凝土骨料体积分数，A、B为与混凝土组成成分有关的第三、第四参数。5.根据权利要求4所述的采用新型模型无损预测混凝土耐久性能的方法，其特征在于，所述根据现象学模型和抗压强度与扩展权重成熟度的函数关系式，确定氯离子扩散系数与扩展权重成熟度的关系模型，具体包括：根据现象学模型和抗压强度与扩展权重成熟度的函数关系式，确定氯离子扩散系数与扩展权重成熟度的关系模型为在每种养护条件下测试混凝土试块在不同龄期的氯离子扩散系数；根据最终的基于混凝土温度和环境湿度的扩展权重成熟度，计算每种养护条件下不同龄期对应的扩展权重成熟度；根据不同龄期对应的扩展权重成熟度和不同龄期的氯离子扩散系数，建立每种养护条件下氯离子扩散系数与扩展权重成熟度的关系曲线；对每种养护条件下氯离子扩散系数与扩展权重成熟度的关系曲线进行拟合，获得每种养护条件下的第三参数和第四参数；计算所有养护条件下的第三参数的平均值作为最终的第三参数，并计算所有养护条件下的第四参数的平均值作为最终的第四参数；将最终的第三参数和最终的第四参数代入氯离子扩散系数与扩展权重成熟度的关系模型，确定最终的氯离子扩散系数与扩展权重成熟度的关系模型。6.一种采用新型模型无损预测混凝土耐久性能的系统，其特征在于，所述系统包括：扩展权重成熟度构建模块，用于构建基于混凝土温度和环境湿度的扩展权重成熟度；函数关系式确定模块，用于确定抗压强度与扩展权重成熟度的函数关系式；现象学模型建立模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢锋，王硕，王险峰，许圣业，朱继华，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：