[發(fā)明專利]飽和再生混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)多尺度預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810066031.5
• 申請(qǐng)日: 2018-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108229093B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 應(yīng)敬偉;彭修寧;蒙秋江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號(hào): G16C20/30
• 分類號(hào): G16C20/30
• 代理公司: 廣西南寧公平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 45104
• 代理人: 楊立華

1.一種飽和再生混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)多尺度預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建方法，其特征在于：將再生混凝土視為由不同尺度材料構(gòu)成的水泥基復(fù)合材料，從小尺度的硬化水泥漿體開(kāi)始，逐步過(guò)渡到大尺度的再生混凝土，逐步建立飽和再生混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)多尺度預(yù)測(cè)模型；該方法包括以下步驟：

1建立水泥凈漿氯離子擴(kuò)散系數(shù)預(yù)測(cè)模型；

2建立新砂漿氯離子擴(kuò)散系數(shù)預(yù)測(cè)模型；

3建立飽和再生混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)多尺度預(yù)測(cè)模型；

步驟1按以下操作進(jìn)行：

結(jié)合廣義自洽法和Moil-Tanaka法，建立硬化水泥凈漿氯離子擴(kuò)散系數(shù)預(yù)測(cè)模型為：

式(1)中，φ，的表達(dá)式為：

式(2)中，D_hCSH為水泥中高密度C-S-H凝膠層的擴(kuò)散系數(shù)；D_lCSH為水泥中低密度C-S-H凝膠層的擴(kuò)散系數(shù)；V_α為硬化水泥漿體中高密度C-S-H凝膠層占總水泥體積的體積分?jǐn)?shù)；V_β為硬化水泥漿體中未水化水泥顆粒與高密度C-S-H凝膠層的體積分?jǐn)?shù)之和；

根據(jù)基體-夾雜模型有D_hCSH的表達(dá)式為：

其中：

式(3)～(5)中，為通過(guò)試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算得到的氯離子在高密度C-S-H凝膠層中的擴(kuò)散系數(shù)；V_hCSH分別是CH、AF、高密度的C-S-H凝膠層基體在高密度C-S-H凝膠層中的體積分?jǐn)?shù)；α_h、β_h為中間變量；

根據(jù)多相材料夾雜的Mori-Tanaka法有D_lCSH的表達(dá)式為：

其中：

ζ＝V_cap(D_cap-D′_lCSH) (11)

式(6)～(11)中D′_lCSH為水泥水化產(chǎn)物和低密度C-S-H凝膠層基體均勻夾雜后的等效介質(zhì)層的有效擴(kuò)散系數(shù)；為通過(guò)試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算得到的氯離子在低密度C-S-H凝膠層中的擴(kuò)散系數(shù)；V_cap、V_lCSH分別是CH、AF、毛細(xì)孔、低密度的C-S-H凝膠層基體在低密度C-S-H凝膠層中的體積分?jǐn)?shù)；D_cap為毛細(xì)孔的有效擴(kuò)散系數(shù)；α_l、β_l、ξ、ζ為中間變量；

硬化水泥漿體各種水化產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)分別為V_CH、V_AF、V_CSH、未水化的水泥顆粒的體積分?jǐn)?shù)為V_U，毛細(xì)孔的體積分?jǐn)?shù)為V_cap，則有：

V_CH+V_AF+V_lCSH+V_hCSH+V_U+V_cap＝1 (12)

且有：

式(2)中V_α、V_β的表達(dá)式分別為：

綜合式(1)～(15)，得到以各體積參數(shù)為變量的水泥凈漿氯離子擴(kuò)散系數(shù)預(yù)測(cè)模型為：

式(16)中，假定飽和水泥漿體的質(zhì)量為1g，根據(jù)普通硅酸鹽水泥化學(xué)反應(yīng)方程式，得到凈漿中各體積分?jǐn)?shù)的預(yù)測(cè)模型為：

式(17)～(22)中，n—水泥漿體的初始水灰比；t—齡期；ρ_c、ρ_lCSH、ρ_hCSH—水泥的密度、低密度C-S-H凝膠的密度、高密度C-S-H凝膠的密度；p₁、p₂、p₃、p₄—C₃S、C₂S、C₃A、C₄AF在水泥熟料中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。