一种混凝土开裂风险评价方法技术

本发明专利技术涉及一种混凝土开裂风险评价方法，包括：获取混凝土配合比；基于混凝土配合比，根据预先建立的混凝土配合比、约束度与开裂风险之间的对应关系，确定混凝土配合比在不同约束度下的开裂风险；其中对应关系的建立过程包括：根据混凝土配合比，制备不同约束度条件下的混凝土试件并进行养护；对各混凝土试件，采用DIC技术在多个监测时间采集混凝土试件的图像，由图像确定第一主应变后计算损伤指数，然后拟合出各约束度对应的时间

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土开裂风险评价方法


[0001]本专利技术属于混凝土
，尤其涉及一种混凝土开裂风险评价方法。

技术介绍

[0002]严重的早期开裂是塑性沉降、塑性收缩和自收缩的综合作用，不仅不利于美观，而且影响混凝土结构的长期耐久性。在干燥环境中，裂缝可能进一步蔓延，加速氯盐、CO2等腐蚀性物质的侵入，导致钢筋的腐蚀和结构的过早破坏。混凝土从浇注至硬化前大约3到8小时的塑性状态，会产生塑性变形，包括塑性沉降和塑性收缩。导致混凝土塑性开裂的主要因素是受温度、风速等环境加快混凝土表面水分蒸发，造成毛细管中较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的抗拉强度又无法抵抗其本身收缩，导致裂缝的产生。
[0003]评价混凝土早期塑性开裂性能的方法主要采用在约束条件下对混凝土塑性收缩开裂进行评估，包括环形试验、纵向试验、平板试验和衬底约束试验。另外还引入了ASTM
‑
C1579，目的是比较不同类型纤维或外加剂的混凝土混合物的塑性收缩开裂行为。考虑到传统的裂缝测量工具，如手持光学显微镜或裂缝比较器，可能会干扰新搅拌混凝土的开裂过程，在试验开始后24h，混凝土被认为是稳定的情况下，测量ASTM
‑
C1579中的裂缝宽度。也有研究者结合不同的测试方法，如平板约束试验法结合无电极电阻测试仪，或者圆环约束试验法结合各自建立的混凝土早期水化模型，测试评价了混凝土组成、试验条件和养护条件等对混凝土开裂的影响。然而，这些研究方法主要关注水泥基材料的平均应力/应变，而且只能对水泥基材料抗开裂性能进行了定性评价，但并不能准确评价混凝土材料的塑性收缩开裂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种混凝土开裂风险评价方法，通过改变约束度以及从细观层次上用损伤因子来评价混凝土的开裂风险，评判结果更为准确。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种混凝土开裂风险评价方法，包括以下步骤：
[0007]获取混凝土配合比；
[0008]基于混凝土配合比，根据预先建立的混凝土配合比、约束度与开裂风险之间的对应关系，确定混凝土配合比在不同约束度下的开裂风险；
[0009]其中混凝土配合比、约束度与开裂风险之间的对应关系的建立过程包括：
[0010]根据混凝土配合比，制备不同约束度条件下的混凝土试件并对混凝土试件进行养护；
[0011]养护结束后，对于各约束度条件下的混凝土试件，在混凝土试件表面制作观测斑点，采用DIC技术在预设的多个监测时间对混凝土试件进行图像采集，并根据采集图像得到混凝土试件在多个监测时间对应的第一主应变；
[0012]基于第一主应变计算损伤指数，得到多个监测时间对应的损伤指数；
[0013]基于多个监测时间对应的损伤指数，拟合出时间
‑
损伤指数关系式，得到各约束度对应的时间
‑
损伤指数关系式；
[0014]获取混凝土配合比的终凝时间，基于各约束度对应的时间
‑
损伤指数关系式，分别得到各约束度条件下终凝时间的损伤指数；
[0015]根据各约束度条件下终凝时间的损伤指数与预设的损伤指数限值，确定混凝土试件在不同约束度条件下的开裂风险，其中，损伤指数限值用于指示混凝土试件开裂时的损伤指数；
[0016]根据定混凝土试件在不同约束度条件下的开裂风险，建立混凝土配合比、约束度与开裂风险之间的对应关系。
[0017]进一步地，基于第一主应变计算损伤指数的步骤包括：
[0018]基于第一主应变，根据公式(1)计算损伤指数，其中，公式(1)为：
[0019][0020]式中，D为损伤指数，E
max
为子区中心的第一主应变，A
i
|E
max
>0是第一主应变为正值的区域面积。
[0021]进一步地，在混凝土试件表面制作观测斑点的步骤包括：
[0022]将混凝土试件表面擦拭为饱和面干状态；
[0023]在混凝土试件表面喷涂白色平漆，白色平漆的喷涂方向与混凝土试件的表面成夹角；
[0024]在混凝土试件表面喷涂黑色平漆，黑色平漆的喷涂方向与混凝土试件的表面平行。
[0025]进一步地，采用DIC技术在预设的多个监测时间对混凝土试件进行图像采集的步骤中，方法还包括：
[0026]使混凝土试件所在的环境温度保持在20
±
2℃，环境湿度保持在大于等于60％，并采用风扇对混凝土试件进行吹风。
[0027]进一步地，对混凝土试件进行养护的步骤包括：
[0028]将混凝土试件放置在养护室进行养护，养护时间为1.5h，养护室的温度设置为20
±
2℃，湿度设置为60
±
2％RH。
[0029]进一步地，获取混凝土配合比的步骤之后，方法还包括：
[0030]基于获取的混凝土配合比，判断预设的数据库中是否存在包含混凝土配合比的混凝土配合比、约束度与开裂风险之间的对应关系；
[0031]若不存在，则执行建立混凝土配合比、约束度与开裂风险之间的对应关系的步骤。
[0032]进一步地，执行混凝土配合比、约束度与开裂风险之间的对应关系的建立过程的步骤之后，方法还包括：
[0033]将建立的混凝土配合比、约束度与开裂风险之间的对应关系保存在数据库中。
[0034]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术基于DIC技术，通过改变不同约束度来定量化实时监测混凝土早期全场应变，计算出损伤指数，进而得到不同约束度对应的时间
‑
损伤指数关系式，通过不同约束度对应的时间
‑
损伤指数关系式得到的损伤指数分别不同约束度的混凝土开裂风险进行评价，评价结果更为准确，对于降低因工程实际约束造
成混凝土结构成型养护过程开裂的风险具有重要意义，同时还能够指导大体积混凝土结构施工养护过程中裂缝的控制。
附图说明
[0035]图1为本专利技术混凝土开裂风险评价方法的步骤流程图；
[0036]图2为本专利技术实施例1的混凝土第一主应变分布图；
[0037]图3为本专利技术实施例2的混凝土第一主应变分布图；
[0038]图4为本专利技术实施例3的混凝土第一主应变分布图。
具体实施方式
[0039]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0040]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土开裂风险评价方法，其特征在于，包括以下步骤：获取混凝土配合比；基于所述混凝土配合比，根据预先建立的混凝土配合比、约束度与开裂风险之间的对应关系，确定所述混凝土配合比在不同约束度下的开裂风险；其中所述混凝土配合比、约束度与开裂风险之间的对应关系的建立过程包括：根据所述混凝土配合比，制备不同约束度条件下的混凝土试件并对混凝土试件进行养护；养护结束后，对于各约束度条件下的混凝土试件，在混凝土试件表面制作观测斑点，采用DIC技术在预设的多个监测时间对混凝土试件进行图像采集，并根据采集图像得到混凝土试件在多个监测时间对应的第一主应变；基于第一主应变计算损伤指数，得到多个监测时间对应的损伤指数；基于多个监测时间对应的损伤指数，拟合出时间
‑
损伤指数关系式，得到各约束度对应的时间
‑
损伤指数关系式；获取混凝土配合比的终凝时间，基于各约束度对应的时间
‑
损伤指数关系式，分别得到各约束度条件下终凝时间的损伤指数；根据各约束度条件下终凝时间的损伤指数与预设的损伤指数限值，确定混凝土试件在不同约束度条件下的开裂风险，其中，损伤指数限值用于指示混凝土试件开裂时的损伤指数；根据定混凝土试件在不同约束度条件下的开裂风险，建立混凝土配合比、约束度与开裂风险之间的对应关系。2.根据权利要求1所述的混凝土开裂风险评价方法，其特征在于，所述基于第一主应变计算损伤指数的步骤包括：基于第一主应变，根据公式(1)计算损伤指数，其中，公式(1)为：式中，D为损伤指数，E
max
为子区中心的第一主应变，A
i
|
...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟成安，邓春林，李安，范志宏，丁平祥，
申请(专利权)人：南方海洋科学与工程广东省实验室珠海，
类型：发明
国别省市：