【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土结构耐久性评估，尤其是涉及一种混凝土结构酸雨侵蚀耐久性评定方法、系统及装置。
技术介绍
1、混凝土结构自身呈碱性，混凝土孔隙溶液的ph值一般在12~13.5之间。酸雨对混凝土结构的耐久性有着很大的影响，如果长时间受到酸雨的侵蚀，混凝土结构中的碱性化合物会与酸雨中的酸性物质发生反应，从而逐渐失去其强度。同时，酸雨中的硫酸根离子还会与水泥石中的氢氧化钙ca(oh)2发生反应，不断填充混凝土内部而产生膨胀性裂缝，混凝土强度和耐久性就会不断地降低，最终导致结构在未达到使用年限时，就发生了提前破坏。
2、目前，混凝土结构酸雨侵蚀耐久性或使用寿命的常用指标有抗拉强度、抗压强度、弯曲强度、剪切强度、弹性模量(静态及动态)以及酸蚀深度和质量损失等。在实际工程中，抗拉强度、抗压强度、弯曲强度和剪切强度通过拉伸试验、压缩试验、弯曲试验和剪切试验进行测定，从而提供混凝土结构在受力条件下的力学性能；静态弹性模量通过压缩试验中的应力-应变曲线来计算；动态弹性模量通过超声波测试、冲击回弹测试或动态力学分析仪等设备进行测量；酸蚀深度通过测量混凝土表面的侵蚀深度来评估；质量损失通过测量混凝土样品的质量变化来确定。
3、虽然这些方法，在用于评估混凝土结构的酸雨侵蚀耐久性和使用寿命时，具有一定的可行性，但也存在一些缺点和限制：缺陷1、混凝土结构通常是大型和复杂的，这就给取样带来困难，且通常只能在有限的几处位置进行取样，所以取样的代表性就受到限制，从而无法全面了解整个结构的性能和耐久性；缺陷2、一些检测方法需要在专业的试验
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种混凝土结构酸雨侵蚀耐久性评定方法、系统及装置，以解决现有技术中存在的至少一种上述技术问题。
2、第一方面，为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种混凝土结构酸雨侵蚀耐久性评定方法，包括如下步骤：
3、步骤s10、基于混凝土评定条件，分类制备若干组标准试件，并采集所述标准试件的物理指标；同时根据酸雨腐蚀混凝土的产物，按预设比例制备酸雨腐蚀产物混合物；所述混凝土评定条件包括混凝土强度等级、酸碱度及硫酸根离子浓度等；所述物理指标包括：混凝土初始抗压强度、龄期、水灰比、水胶比、含水率、孔隙率以及混凝土掺和料的种类和质量配比等信息；
4、步骤s20、根据技术规范，判定结构丧失承载力的混凝土抗压强度，再基于混凝土初始抗压强度及酸碱度等，计算侵蚀时间；配置试验溶液；基于侵蚀时间，通过试验溶液，对标准试件进行模拟酸雨侵蚀试验；
5、步骤s30、通过光谱相机，组建光谱系统，例如近红外高光谱系统；
6、步骤s40、对标准试件的表面及酸雨腐蚀产物混合物进行光谱扫描，得到相应的光谱成像数据；
7、步骤s50、对所述光谱成像数据进行预处理；
8、步骤s60、对所述光谱成像数据进行光谱匹配，确定标准试件中酸雨腐蚀产物的成分含量；
9、步骤s70、对标准试件进行混凝土抗压强度试验，测得抗压强度；
10、步骤s80、基于所述抗压强度、所述成分含量及所述光谱成像数据，构建数据库；
11、步骤s90、通过数学分析方法，简化所述数据库，提取与所述抗压强度及所述成分含量具有相关性的特征波长；
12、步骤s100、基于所述抗压强度、所述成分含量及所述特征波长，构建评定模型，用于通过特征波长得到相对应的反射率，由反射率评定混凝土的抗压强度及混凝土中酸雨腐蚀产物的成分含量；
13、步骤s110、采集被测构件的混凝土表面光谱数据；将所述混凝土表面光谱数据输入至所述评定模型，输出被测构件的抗压强度及酸雨腐蚀产物的成分含量，用于评定被测构件是否安全。
14、通过上述方法，利用混凝土表面光谱数据中有关酸雨腐蚀产物的光谱曲线特征，构建数学模型，进而完成对被测构件的酸雨侵蚀耐久性评定，避免了对被测构件的破坏。
15、在一种可行的实施方式中，所述标准试件密封其平行于钢筋方向的某两个相对侧面及垂直于钢筋方向的两个侧面，后序溶液按照fick第二定律进行一维扩散。
16、在一种可行的实施方式中，所述标准试件可根据技术规范，例如《普通混凝土力学性能试验方法标准》（gb/t50081-2019），进行制作。
17、在一种可行的实施方式中，所述混凝土强度等级可按照常用混凝土强度等级，分别为c20、c30、c40、c50及c60等。
18、在一种可行的实施方式中，所述酸碱度是指用于浸泡标准试件的试验溶液的酸碱度，至少包括1.5、2.5、3.5、4.5及5.5。
19、在一种可行的实施方式中，所述硫酸根离子浓度是指用于浸泡标准试件的试验溶液的硫酸根离子浓度，至少包括0mol/l、0.06mol/l、0.10mol/l及0.15mol/l。
20、在一种可行的实施方式中，所述标准试件按照混凝土强度等级进行制备，一种强度等级至少制备3件，这样可以减小试验误差对测得数据的影响。
21、在一种可行的实施方式中，所述步骤s10中酸雨腐蚀混凝土的产物包括酸侵蚀产物和/或硫酸根侵蚀产物等：酸侵蚀产物主要是二氧化硅（）和/或氧化铝（）；硫酸根侵蚀产物主要是石膏（）和/或钙矾石（）和/或碳硫硅钙石（），这些产物可以在试验室进行制备，将所述产物按预设比例混合得到酸雨腐蚀产物混合物。
22、在一种可行的实施方式中，所述预设比例可以根据实际工程中，混凝土结构在具体的酸碱度及硫酸根离子浓度等条件下，发生化学反应后，所测得产物的比例进行设置。
23、在一种可行的实施方式中，所述步骤s20具体包括：
24、步骤s20-1、采集步骤s10中确定的混凝土初始抗压强度σ0;
25、步骤s20-2、根据不同酸碱度，计算模拟酸雨侵蚀试验的持续时间 t(单位：半年)，例如：
26、当酸碱度为1.5时，具体公式可以为：
27、；
28、当酸碱度为2.5时，具体公式可以为：
29、；
30、当酸碱度为3.5时，具体公式可以为：
31、；
32、当酸碱度为4.5时，具体公式可以为：
33、；
34、当酸碱度为5.5时，具体公式可以为：
35、；
36、步骤s20-3、配置试验溶液，具体包括：
37、将硝酸（hno3）溶液和硫酸铵（(nh4)2so4）溶液混合：所述硝酸溶液用于控制试验溶液的酸碱度和氢离子浓度；所述硫酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种混凝土结构酸雨侵蚀耐久性评定方法，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，所述酸碱度是指用于浸泡标准试件的试验溶液的酸碱度，至少包括1.5、2.5、3.5、4.5及5.5。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫酸根离子浓度是指用于浸泡标准试件的试验溶液的硫酸根离子浓度，至少包括0mol/L、0.06mol/L、0.10mol/L及0.15mol/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S10中酸雨腐蚀混凝土的产物包括二氧化硅和/或氧化铝和/或石膏和/或钙矾石和/或碳硫硅钙石。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S20具体包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述周期浸泡试验，具体试验步骤包括：将标准试件放置在试验溶液中浸泡4天后，再放置于试验室内常温下自然晾干3天；以7天作为一个循环周期；试验进行至预设循环周期数后试验结束；所述预设循环周期通过将所述侵蚀时间以周为单位进行换算后得到。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S80的数据库，具体包括不同混凝土强度等级的标准试件，在不同酸碱度的酸雨侵蚀后，其抗压强度、酸雨腐蚀产物的成分含量与光谱曲线之间的一一对应关系。
9.一种混凝土结构酸雨侵蚀耐久性评定系统，其特征在于，包括数据接收模块、数据处理模块及结果生成模块：
10.一种混凝土结构酸雨侵蚀耐久性评定装置，其特征在于，包括处理器、存储器及总线，所述存储器存储由处理器读取的指令及数据，所述处理器用于调用所述存储器中的指令及数据，以执行如权利要求1~8中任一所述的方法，所述总线连接各功能部件用于传送信息。
...【技术特征摘要】
1.一种混凝土结构酸雨侵蚀耐久性评定方法，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，所述酸碱度是指用于浸泡标准试件的试验溶液的酸碱度，至少包括1.5、2.5、3.5、4.5及5.5。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫酸根离子浓度是指用于浸泡标准试件的试验溶液的硫酸根离子浓度，至少包括0mol/l、0.06mol/l、0.10mol/l及0.15mol/l。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s10中酸雨腐蚀混凝土的产物包括二氧化硅和/或氧化铝和/或石膏和/或钙矾石和/或碳硫硅钙石。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s20具体包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述周期浸泡试验，具体试验步骤包括：将标准试件放置在试验溶液中浸泡4天后，再放置于试验室内常温下自然...
【专利技术属性】
技术研发人员：闵红光，林忠良，杜巍，常正非，陈雪萍，刘天生，吴声凌，
申请(专利权)人：中冶建筑研究总院深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：
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