【技术实现步骤摘要】
本申请涉及混凝土结构的表面涂层处理，具体而言，涉及一种表面涂层处理后混凝土结构内部氯离子含量的预测方法。
技术介绍
1、我国核电站大多建在滨海地区，混凝土构筑物长期处于氯盐环境中，氯离子含量超限可能会引起钢筋脱钝和电化学腐蚀，进而影响结构的耐久性和安全性。涂层防护措施可以有效降低氯离子的侵入速率，从而显著提高混凝土结构的耐久性服役寿命。基于此工程背景，相关的耐久性监测需要考虑涂层界面的带来的影响，比如氯离子的分布就会因为涂层界面和混凝土扩散系数的不同而与常规的混凝土结构存在差异。因此研究涂层处理后混凝土结构氯离子分布具有重要的价值和意义。
2、考虑到涂层处理后混泥土结构本身的复杂性，采用数值解进行氯离子扩散分析会非常耗时，同时对于可靠度分析几乎不可能。
3、在目前的相关技术中，如何针对涂层处理后混凝土结构内部氯离子含量进行高效分析预测的问题，尚未有合理的解决方案。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种表面涂层处理后混凝土结构内部氯离子含量的预测方法，以至少解决相关技术中如何针对涂层处理后混凝土结构内部氯离子含量进行高效分析预测的问题。
2、根据本申请的一个实施例，提供了一种表面涂层处理后混凝土结构内部氯离子含量的预测方法，包括：获取经过表面涂层处理后的混凝土结构以及实验环境的相关参数，其中，所述经过表面涂层处理后的混凝土结构包括表面处理层和混凝土层，所述相关参数包括：表面处理层厚度h1、t0时刻表面处理层氯离子扩散系数d10和混凝土层的氯离子
3、在一实施例中，所述混凝土层的氯离子扩散系数d2(t)随时间t的变化通过以下公式表示：
4、
5、所述表面处理层的氯离子扩散系数d1(t)随时间t的变化通过以下公式表示：
6、
7、其中，t0设置为28天。
8、在一实施例中，所述根据所述相关参数、第一边界条件和第二边界条件确定所述混凝土结构内部的，确定自由氯离子侵蚀深度ξ(t)和化学结合氯离子饱和区的自由氯离子含量cf，包括：
9、根据所述第一边界条件：在氯离子侵蚀深度ξ(t)处，自由氯离子含量为零：cf|x＝ξ(t)＝0(3)；x为氯离子相对暴露面的直线距离；
10、设定混凝土层中的孔溶液是理想的稀释溶液，可以得出将化学结合氯离子饱和区孔溶液的氯离子化学位势的计算公式，并结合自由氯离子流量的计算方法，得出自由氯离子侵蚀深度ξ(t)处的局部氯离子质量守恒方程：
11、
12、其中，εp为混凝土总孔隙率，d2＝νrt/εp为根据环境条件确定的混凝土层的氯离子扩散系数；
13、根据所述相关参数、第一边界条件和第二边界条件，应用解析法或数值法求解公式(3)和公式(4)，确定所述自由氯离子侵蚀深度ξ(t)和化学结合氯离子饱和区的所述自由氯离子含量cf。
14、在一实施例中，所述应用解析法或数值法求解公式(3)和公式(4)，确定所述自由氯离子侵蚀深度ξ(t)和化学结合氯离子饱和区的所述自由氯离子含量cf，包括：
15、混凝土内部任一点的总氯离子含量ct为：
16、ct＝cbc+cbp+cf (5)
17、针对于离子线性结合模型，cbp与cf之间可以用线性平衡关系进行表示：
18、cbp＝rcf (6)
19、在假设混凝土中的孔溶液是理想的稀释溶液的前提条件下，根据氯离子质量守恒定律，得到氯离子含量cf关于时间的倒数：
20、
21、式(7)的初始条件为：
22、cf|t＝0＝c0 (8)
23、设定第二边界条件，在暴露面上，氯离子含量为：
24、cf|x＝0＝cs (9)
25、设定总暴露时间为τm，将区间[0,τm]划分成m个等长的子区间，其中，τj＝(j-1)τm/m，对于第j个子区间[τj,τj+1]，表面处理层和混凝土的氯离子扩散系数分别为：
26、
27、对于第j个子区间[τj,τj+1]，自由氯离子侵入深度为h2j，由边界条件(9)、(3)和分离变量法，自由氯离子含量为：
28、
29、式中，阶跃函数h(x)为：
30、
31、特征值βn满足如下特征方程
32、λn2cos(λn1h1)sin(λn2h2j)+λn1sin(λn1h1)cos(λn2h2j)＝0 (13)
33、式中，λni(i＝1,2)定义为：
34、
35、特征函数gn(x)为
36、
37、由式(15)容易验证，是具有非零l2模的正交函数，即：
38、
39、
40、再将初始条件代入式(11)可求得en：
41、
42、在式(18)中，c0(x)＝c0；
43、对于扩散问题，自由氯离子侵入深度与时间的平方根成正比：
44、
45、将式(11)代入式(4)可联立求得自由氯离子侵入深度ξ(t)，再将ξ(t)代回到式(11)求得自由氯离子含量cf。
46、在一实施例中，cbc取为常量，t0时刻表面处理层氯离子扩散系数d10和混凝土层的氯离子扩散系数d20通过nel测试法对所述混凝土结构进行实时测量得到。
47、通过本申请实施例，提供了一种表面涂层处理后混凝土结构内部氯离子含量的预测方法，通过获取经过表面涂层处理后的混凝土结构以及实验环境的相关参数，根据所述相关参数、第一边界条件和第二边界条件确定所述混凝土结构内部的，确定自由氯离子侵蚀深度ξ(t)和化学结合氯离子饱和区的自由氯离子含量cf，通过分析表面处理混凝土中的氯离子传输机理，考虑混凝土中化学结合氯离子和物理吸附氯离子的影响，并设定边界条件，以级数解确定涂层处理后混凝土结构内部氯离子渗透深度和自由氯离子含量分布，以至少解决相关技术中如何针对涂层处理后混凝土结构内部氯离子含量进行高效分析预测的问题，使得预测更为准确，且大大减少本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种表面涂层处理后混凝土结构内部氯离子含量的预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述相关参数、第一边界条件和第二边界条件确定所述混凝土结构内部的，确定自由氯离子侵蚀深度ξ(t)和化学结合氯离子饱和区的自由氯离子含量Cf，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述应用解析法或数值法求解公式(3)和公式(4)，确定所述自由氯离子侵蚀深度ξ(t)和化学结合氯离子饱和区的所述自由氯离子含量Cf，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，Cbc取为常量，t0时刻表面处理层氯离子扩散系数D10和混凝土层的氯离子扩散系数D20通过NEL测试法对所述混凝土结构进行实时测量得到。
【技术特征摘要】
1.一种表面涂层处理后混凝土结构内部氯离子含量的预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述相关参数、第一边界条件和第二边界条件确定所述混凝土结构内部的，确定自由氯离子侵蚀深度ξ(t)和化学结合氯离子饱和区的自由氯离子含量cf，包括：
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：荣华，张璇，范兴朗，耿岩，董志刚，陈友华，向华伟，荆玉翔，江宇，杜洋，
申请(专利权)人：中冶检测认证有限公司，
类型：发明
国别省市：
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