一种钢管柱混凝土脱空缺陷定量预测方法技术

本发明专利技术公开了一种钢管柱混凝土脱空缺陷定量预测方法，与现有技术相比，本发明专利技术在现有钢管混凝土脱空缺陷实验数据的基础上，利用现有的建模方法，可快速获得新混凝土配比成分、膨胀剂掺用量、振捣条件对应的脱空缺陷尺寸数据，从而解决了钢管混凝土脱空缺陷的非破损检测手段仅能做定性分析而无法具体量化内部缺陷，加之规范上对脱空也无明确的量化要求的问题。同时，该方法还克服了非破损检测需要繁琐耗时耗材耗力人工实验检测的问题，在混凝土配比设计阶段，即可给设计人员提供钢管混凝土脱空缺陷尺寸的预测参考，大大降低成本。大大降低成本。大大降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种钢管柱混凝土脱空缺陷定量预测方法


[0001]本专利技术涉及建筑施工
，具体涉及一种钢管柱混凝土脱空缺陷定量预测方法。

技术介绍

[0002]钢管混凝土就是把混凝土灌入钢管中并振捣密实以加大钢管的强度和刚度的一种新型复合型材料构件。一般的，我们把混凝土强度等级在C50以下的钢管混凝土称为普通钢管混凝土；混凝土强度等级在C50以上的钢管混凝土称为钢管高强混凝土；混凝土强度等级在C100以上的钢管混凝土称为钢管超高强混凝土。
[0003]此外，钢管混凝土组合结构的关键技术是需要保证核心混凝土和钢管壁的紧密结合，这样才能保证复合材料性能的设计初衷。但是，钢管混凝土在施工过程中容易由于混凝土材料、配合比设计、施工不当等因素造成混凝土材料内部存在空洞、疏松、施工缝、组织不均匀等问题导致混凝土与钢管的不良胶结，加之在密闭养护条件下及混凝土材料自身硬化后存在收缩现象，往往混凝土的体积膨胀性和可控性都难以保证，造成脱空缺陷的产生。
[0004]针对上述现象，行业内形成了针对钢管混凝土结构脱空缺陷的检测标准和方法，但国内关于钢管混凝土缺陷检测技术的规范对钢管混凝土缺陷检测的测试方法和分析判断技术规定的很粗略，在实际应用中可操作性较差，检测人员不能有效地判定或区分缺陷属于钢管脱空或内部混凝土不密实。而目前国内外对钢管内混凝土的检测和综合分析判定，又大多仅能给出定性判定结果。例如，为确保钢管混凝土浇筑质量，前期现场已浇筑的钢管混凝土柱多采用串管施工工艺，并在柱内混凝土达到龄期后进行钢管柱混凝土脱空测试和CT测试，经测试钢管柱内混凝土密实，满足设计和规范要求，但混凝土与钢管柱之间仍有脱空现象。另一方面，不同地域，混凝土组成成分差异大，必须实地进行钢管柱混凝土脱空实验以获得数据样本。实际应用中，不同施工单位受于自身各种条件限制，获得的不同地域混凝土实验样本噪声差异大，且样本数量有多有少。因此，在实际钢管柱混凝土脱空缺陷定量预测时，受不同实际工况的影响，以及鉴于各自方法的优缺点，其应用效果的鲁棒性往往难以保证。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于公开一种钢管柱混凝土脱空缺陷定量预测方法，通过对钢管试件进行实体剖切来量化脱空尺寸，收集不同的配合比、膨胀剂掺量和振捣工艺对钢管混凝土柱脱空缺陷的实验数据，利用现有的建模方法，快速获得新混凝土配比成分、膨胀剂掺用量、振捣条件对应的脱空缺陷尺寸数据，从而提高对不同实际工况的适应性，即鲁棒性，这对于钢管柱混凝土快速配合比设计和质量控制具有重要意义。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种钢管柱混凝土脱空缺陷定量预测方法，如图1
‑
3所示，包括以下步骤：
[0008]S1：准备与项目施工现场所采用材料一致的实验材料，并记录混凝土配合比参数、
膨胀剂参用量参数；
[0009]S2：根据不同的混凝土配合比、不同的膨胀剂重量比及振捣条件，分别制作混凝土配合比试件、膨胀剂重量比试件和振捣条件试件各至少3件，并采集振捣条件参数；
[0010]S3：对混凝土配合比试件、膨胀剂掺用量试件和振捣条件试件实体进行剖切，测量并采集脱空缺陷的实际尺寸，将混凝土配合比参数、膨胀剂参用量参数、振捣条件参数、脱空缺陷尺寸参数导入数据库；
[0011]S4：对数据库中各参数数据做标准化处理，得到新的参数数据；
[0012]S5：基于偏最小二乘法和标准化处理后的参数数据构建钢管混凝土脱空缺陷定量预测模型；
[0013]S6：利用钢管混凝土脱空缺陷定量预测模型对后续钢管柱混凝土浇筑脱空缺陷尺寸进行预测。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述混凝土配合比试件为在膨胀剂重量比保持在6％的条件下，配置包括以水泥、砂、石、水、高效减水剂、粉煤灰、矿粉、微硅粉为材料组分的混凝土试件。
[0015]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述混凝土配合比试件中的砂、石为风干状态。
[0016]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述混凝土配合比试件的制作过程需对混凝土进行振捣。
[0017]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述膨胀剂重量比试件为在膨胀剂重量比分别为6％，8％和10％的条件下，配置包括以水泥、砂、石、水、高效减水剂、粉煤灰、矿粉、微硅粉为材料组分的混凝土试件。
[0018]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述膨胀剂中的砂、石为风干状态。
[0019]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述膨胀剂重量比试件的制作过程需对混凝土进行振捣。
[0020]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述振捣条件试件采用与混凝土配合比试件相同的材料组分。
[0021]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述振捣条件试件的制作过程无需对混凝土振捣。
[0022]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述构建钢管混凝土脱空缺陷定量预测模型的过程中，是将标准化处理后的参数数据随机划分成75％的训练集和25％的测试集，并将混凝土配合比参数、膨胀剂参用量参数、振捣条件参数作为输入值，脱空缺陷尺寸参数数据作为输出值。
[0023]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0024]本专利技术在现有钢管混凝土脱空缺陷实验数据的基础上，利用现有的建模方法，可快速获得新混凝土配比成分、膨胀剂掺用量、振捣条件对应的脱空缺陷尺寸数据，从而解决了钢管混凝土脱空缺陷的非破损检测手段仅能做定性分析而无法具体量化内部缺陷，加之规范上对脱空也无明确的量化要求的问题。同时，该方法还克服了非破损检测需要繁琐耗时耗材耗力人工实验检测的问题，在混凝土配比设计阶段，即可给设计人员提供钢管混凝土脱空缺陷尺寸的预测参考，大大降低成本。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
[0026]图1展示了利用本专利技术实施例提供的钢管柱混凝土脱空缺陷定量预测方法流程图；
[0027]图2为本专利技术实施例提供的试件及基础平面图；
[0028]图3为本专利技术实施例提供的试件及基础立面图；
[0029]附图中标记及对应名称：
[0030]1‑
混凝土配合比试件，2
‑
膨胀剂掺用量试件，3
‑
振捣条件试件，4
‑
基座。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0032]在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢管柱混凝土脱空缺陷定量预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：准备与项目施工现场所采用材料一致的实验材料，并记录混凝土配合比参数、膨胀剂参用量参数；S2：根据不同的混凝土配合比、不同的膨胀剂重量比及振捣条件，分别制作混凝土配合比试件、膨胀剂重量比试件和振捣条件试件各至少3件，并采集振捣条件参数；S3：对混凝土配合比试件、膨胀剂掺用量试件和振捣条件试件实体进行剖切，测量并采集脱空缺陷的实际尺寸，将混凝土配合比参数、膨胀剂参用量参数、振捣条件参数、脱空缺陷尺寸参数导入数据库；S4：对数据库中各参数数据做标准化处理，得到新的参数数据；S5：基于偏最小二乘法和标准化处理后的参数数据构建钢管混凝土脱空缺陷定量预测模型；S6：利用钢管混凝土脱空缺陷定量预测模型对后续钢管柱混凝土浇筑脱空缺陷尺寸进行预测。2.根据权利要求1所述的一种钢管柱混凝土脱空缺陷定量预测方法，其特征在于，所述混凝土配合比试件为在膨胀剂重量比保持在6％的条件下，配置包括以水泥、砂、石、水、高效减水剂、粉煤灰、矿粉、微硅粉为材料组分的混凝土试件。3.根据权利要求2所述的一种钢管柱混凝土脱空缺陷定量预测方法，其特征在于，所述混凝土配合比试件中的砂、石为风干状态。4.根据权利要求1所述的一种钢管柱混凝土脱空缺陷...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵崇贤，谢勇，段俊，王德刚，张文宇，赵兵，
申请(专利权)人：中国华西企业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：