[發(fā)明專利]普通混凝土導(dǎo)熱系數(shù)隨齡期發(fā)展預(yù)測模型的構(gòu)建方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910181390.6
• 申請日: 2009-07-15
• 公開（公告）號: CN101609057A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈德建;吳勝興;駱勇軍;李杰;佘小頡
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G01N25/18
• 分類號: G01N25/18
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 張惠忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種預(yù)測普通混凝土導(dǎo)熱系數(shù)隨齡期發(fā)展變化的方法，屬于混凝土建筑領(lǐng)域。

背景技術(shù)

土木工程領(lǐng)域中，至今已發(fā)展了許多種不同的計算模型以預(yù)測硬化中混凝土的溫度和應(yīng)力分布。不管是采用簡單一維或復(fù)雜三維的熱傳導(dǎo)計算模型，計算中所需的關(guān)鍵熱性能參數(shù)-導(dǎo)熱系數(shù)是時間的函數(shù)。如果在進(jìn)行混凝土早期溫度場仿真計算中未考慮導(dǎo)熱系數(shù)隨齡期發(fā)展的特性，將使計算的溫度場與實(shí)際情況相偏離。因此，只有找出導(dǎo)熱系數(shù)隨齡期的變化規(guī)律，提出可靠的預(yù)測模型才能為準(zhǔn)確預(yù)測混凝土早期溫度場的分布奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

混凝土的水化過程是活性水泥顆粒和其它拌合物成分之間相互作用的交聯(lián)效應(yīng)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展主要是由于固相、液相以及氣相之間在特定條件下反應(yīng)的結(jié)果。整個水化過程中，混凝土內(nèi)部充滿了物理和化學(xué)反應(yīng)。因此，混凝土從最初的半液體狀態(tài)發(fā)展至完全固體狀態(tài)的過程中，其導(dǎo)熱系數(shù)將隨齡期的增長而發(fā)生變化。可以采用能夠測定混凝土早期導(dǎo)熱系數(shù)的試驗(yàn)裝置，從澆筑完畢至完全硬化的過程中對其導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行測量，并繪制出隨齡期發(fā)展的規(guī)律性曲線。

發(fā)明內(nèi)容

普通混凝土導(dǎo)熱系數(shù)隨齡期發(fā)展預(yù)測模型，本發(fā)明對不同水灰比、摻合料、水泥類型、砂率及骨料含量的混凝土導(dǎo)熱系數(shù)隨齡期發(fā)展的變化規(guī)律進(jìn)行研究，根據(jù)上述各工況下混凝土導(dǎo)熱系數(shù)隨齡期發(fā)展的共性規(guī)律，建立普通混凝土導(dǎo)熱系數(shù)隨齡期發(fā)展的預(yù)測模型，為混凝土早期溫度場的仿真分析提供可靠的參數(shù)。

本發(fā)明模型的構(gòu)建方法，步驟按照以下過程進(jìn)行：

1)對不同水灰比、摻合料、水泥類型、砂率及骨料含量的混凝土，從澆筑完畢至完全硬化過程中每隔1.5小時測定一次導(dǎo)熱系數(shù)，并繪制出各試件導(dǎo)熱系數(shù)隨齡期發(fā)展的規(guī)律性曲線。

2)根據(jù)上述工況條件下的試驗(yàn)結(jié)果，得出混凝土導(dǎo)熱系數(shù)隨齡期發(fā)展的共性規(guī)律。即從澆筑完畢至齡期約8～12小時，混凝土導(dǎo)熱系數(shù)不斷減小，在達(dá)到最小值之后呈現(xiàn)出快速增長的趨勢，并一直持續(xù)至齡期約20～30小時，隨后開始進(jìn)入穩(wěn)定階段。

3)根據(jù)混凝土導(dǎo)熱系數(shù)隨齡期發(fā)展的共性規(guī)律，采用如下高斯函數(shù)來表示：

y(t)=yRE[y0+A·e-0.5[(t-tc)/w]2]---(1)]]>

式中：y_(t)——齡期為t時刻混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)值，kJ/(m·h·℃)；y_RE——硬化混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)值，kJ/(m.h·℃)；t——齡期，小時；t_c——達(dá)到最小值時的齡期，小時；A，y₀，w——待定參數(shù)。

4)建立混凝土導(dǎo)熱系數(shù)隨齡期發(fā)展預(yù)測模型。以各試件導(dǎo)熱系數(shù)變化幅度的平均情況作為依據(jù)，得出導(dǎo)熱系數(shù)最小值比穩(wěn)定值約小10％，以齡期為10小時作為導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到最小值時間的平均情況，以齡期為24小時作為導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到穩(wěn)定值時間的平均情況。根據(jù)上述分析，代入高斯函數(shù)計算得出y₀、t_c、w、A四個參數(shù)的值分別為0.999、10、4.615和-0.100，得到普通混凝土導(dǎo)熱系數(shù)隨齡期發(fā)展的預(yù)測模型為：