一种不同等级混凝土早期强度快速测定方法与流程

1.本发明属于混凝土技术领域，特别涉及一种不同等级混凝土早期强度快速测定方法。


背景技术：

2.时变性和波动性是混凝土材料性能发展的两大特征。与“先检测，后使用”的钢材质量控制原则不同，混凝土材料一直沿用“先浇筑，后检测”的质量控制方法。混凝土材料浇注后，现有研究对结构状态监测主要集中在荷载作用效应方面(应力、应变及变形)，而对结构可靠性具有重要影响的混凝土材料力学性能实时发展状态缺乏高效的监测与评估方法。实现混凝土实体力学性能的实时评估具有重要意义：一方面，对于施工决策(拆模、预应力操作、养护措施的撤出以及加快施工进程等)、质量实时监控与预防工程事故具有积极的作用和显著的社会经济效益；另一方面，掌握混凝土实体力学性能发展动态对于其它相关性能的研究起到关键性作用，例如，在大体积混凝土当中，硬化过程的水化放热引发了各种不同的热力学效应，对这些现象的了解和掌握对于重大工程(如超高层建筑基础)显得尤为重要。
3.混凝土的强度受多种因素的影响，但确定配合比和施工工艺后，养护温度和龄期将是影响混凝土强度增长的关键因素。因此，如何提供一种适用于不同养护条件下的不同等级混凝土早期强度实时预测，可实现对混凝土结构强度演化的实时监测与评估，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当视为承认或以任何形式暗示该信息为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种不同等级混凝土早期强度快速测定方法，以混凝土强度等级标号以及成熟度为自变量，建立快速预测不同等级混凝土抗压强度的强度计算模型，提供一种快速计算不同等级混凝土早期强度的简单有效手段。该方法可实现对混凝土结构强度演化的实时监测与评估，掌握关键部位混凝土强度演化规律，为模板拆除、模架爬升等施工决策提供科学依据，有效保证混凝土结构安全。
6.为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：
7.一种不同等级混凝土早期强度快速测定方法，包括：
8.步骤s1、在试验室标养条件下进行不同龄期混凝土抗压试验，得到不同等级混凝土各龄期的强度，并记录相应混凝土内部温度变化，采用nurse-saul成熟度方程，即公式(1)计算得到成熟度：
9.m＝∑(t-t0)
·
δt
ꢀꢀꢀ
(1)
10.式中：m为成熟度，单位℃
·
h或℃
·
d；
11.t为时间间隔δt内混凝土平均温度单位℃；
12.t0为基准温度，取-10℃；
13.δt为时间间隔，单位h或d；
14.步骤s2、依据成熟度，计算不同等级混凝土的拟合强度，即公式(2)；
15.f＝a
·
(b
·
(m-c)/(1+b
·
(m-c)))
ꢀꢀꢀ
(2)
16.式中：f为标养条件下混凝土的强度；
17.a，b，c与d为强度系数，均为依据试验结果所得回归常数；
18.步骤s3、将所得到不同系数a、b、c与d和混凝土等级标号进行映射，可以得到相应的关系式(3)、(4)、(5)：
19.a＝-0.02127c2+2.566c-15.49
ꢀꢀꢀ
(3)
20.b＝2.178e-6c
2-0.0001484c+0.00274
ꢀꢀꢀ
(4)
21.c＝0.1261c2+26.83c-1655
ꢀꢀꢀ
(5)
22.式中，c为混凝土等级标号；
23.步骤s4、将关系式(3)、(4)、(5)，联立计算得出最终适用于标养条件下不同强度等级的混凝土强度预测计算模型，即公式(6)：
24.f＝(-0.02127c2+2.566c-15.49)
·
{(2.178e-6c
2-0.0001484c+0.00274)
·
[m-(0.1261c2+26.83c-1655)]/[1+(2.178e-6c
2-0.0001484c+0.00274)
·
[m-(0.1261c2+26.83c-1655)]]}
ꢀꢀꢀ
(6)
[0025]
式中，f为标养状态下混凝土强度，单位mpa；m为成熟度，单位℃
·
h或℃
·
d；
[0026]
c为混凝土等级标号。
[0027]
与现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：
[0028]
本发明提供了一种不同等级混凝土早期强度快速测定方法，以混凝土强度等级标号以及成熟度为自变量，建立快速预测不同等级混凝土抗压强度的强度计算模型，提供一种快速计算不同等级混凝土早期强度的简单有效手段。该方法可实现对混凝土结构强度演化的实时监测与评估，掌握关键部位混凝土强度演化规律，为模板拆除、模架爬升等施工决策提供科学依据，有效保证混凝土结构安全。本发明可直接根据成熟度以及混凝土强度等级标号快速预测不同强度等级混凝土早期强度。本发明对于现场施工不便的条件下混凝土构件的强度预测提供了保障，同时也给现场施工人员提供了便利。
[0029]
进一步地，当混凝土养护为非标养状态下时，非标养状态下混凝土强度f
′
为公式(7)：
[0030]f′
=γ
·fꢀꢀꢀ
(7)；
[0031]
式中，γ为强度衰减系数，通过对施工现场环境下实体混凝土强度的评估，
[0032]
根据混凝土的配合比，调用强度衰减系数数据库得到。
[0033]
进一步地，所述强度衰减系数数据库是分别通过大规模标养试验与现场非标养试验，得到相对应混凝土标养试验与现场非标养试验强度，进而通过二者比值得到其强度衰减系数，进而集成进入混凝土强度演化系统中所对应的强度衰减系数数据库。
[0034]
进一步地，根据混凝土构件拆模所需要满足的最小强度，通过公式(1)、(6)、(7)反算构件拆模时间，即为预测的现场混凝土构件拆模时刻。
[0035]
进一步地，所述步骤s1中不同等级混凝土的强度范围为c30～c60。
[0036]
进一步地，所述公式(2)中，
[0037]
当所采用混凝土试件为c30时，系数a＝42.76；b＝0.0002145；c＝-716.9；
[0038]
当所采用混凝土试件为c35时，系数a＝46.21；b＝0.0002860；c＝-608.7；
[0039]
当所采用混凝土试件为c40时，系数a＝55.88；b＝0.0002913；c＝-312.9；
[0040]
当所采用混凝土试件为c45时，系数a＝56.64；b＝0.0003786；c＝-292.7；
[0041]
当所采用混凝土试件为c50时，系数a＝58.49；b＝0.0008248；c＝77.08；
[0042]
当所采用混凝土试件为c60时，系数a＝62.24；b＝0.0016730；c＝394.2。
[0043]
进一步地，所述公式(6)中成熟度也可以采用混凝土成熟度测定仪快速测取。
附图说明
[0044]
图1为本发明一实施例中不同等级混凝土早期强度快速测定方法的原理图；
[0045]
图2为本发明一实施例中不同等级混凝土早期强度快速测定方法中由最小拆模强度至混凝土构件拆模时刻流程图。
具体实施方式
[0046]
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的不同等级混凝土早期强度快速测定方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
[0047]
实施例一
[0048]
下面结合图1和图2，详细说明本发明的不同等级混凝土早期强度快速测定方法。
[0049]
请参考图1和图2，一种不同等级混凝土早期强度快速测定方法，包括：
[0050]
步骤s1、在试验室标养条件下进行不同龄期混凝土抗压试验，得到不同等级混凝土各龄期的强度，在混凝土试块内布设1个温度传感器，采集温度数据记录相应混凝土内部温度变化，采用nurse-saul成熟度方程，即公式(1)计算得到成熟度，或采用混凝土成熟度仪快速测定其成熟度：
[0051]
m＝∑(t-t0)
·
δt
ꢀꢀꢀ
(1)
[0052]
式中：m为成熟度，单位℃
·
h或℃
·
d；
[0053]
t为时间间隔δt内混凝土平均温度单位℃；
[0054]
t0为基准温度，取-10℃；
[0055]
δt为时间间隔，单位h或d；
[0056]
步骤s2、依据成熟度，计算不同等级混凝土的拟合强度，即公式(2)；
[0057]
f＝a
·
(b
·
(m-c)/(1+b
·
(m-c)))
ꢀꢀꢀ
(2)
[0058]
式中：f为标养条件下混凝土的强度；
[0059]
a，b，c与d为强度系数，均为依据试验结果所得回归常数；
[0060]
步骤s3、将所得到不同系数a、b、c与d和混凝土等级标号进行映射，可以得到相应的关系式(3)、(4)、(5)：
[0061]
a＝-0.02127c2+2.566c-15.49
ꢀꢀꢀ
(3)
[0062]
b＝2.178e-6c
2-0.0001484c+0.00274
ꢀꢀꢀ
(4)
[0063]
c＝0.1261c2+26.83c-1655
ꢀꢀꢀ
(5)
[0064]
式中，c为混凝土等级标号；
[0065]
步骤s4、将关系式(3)、(4)、(5)，联立计算得出最终适用于标养条件下不同强度等级的混凝土强度预测计算模型，即公式(6)：
[0066]
f＝(-0.02127c2+2.566c-15.49)
·
{(2.178e-6c
2-0.0001484c+0.00274)
·
[m-(0.1261c2+26.83c-1655)]/[1+(2.178e-6c
2-0.0001484c+0.00274)-[m-(0.1261c2+26.83c-1655)]]}
ꢀꢀꢀ
(6)
[0067]
式中，f为标养状态下混凝土强度，单位mpa；m为成熟度，单位℃
·
h或℃
·
d；
[0068]
c为混凝土等级标号。
[0069]
具体来说，本发明提供的不同等级混凝土早期强度快速测定方法，以混凝土强度等级标号以及成熟度为自变量，建立快速预测不同等级混凝土抗压强度的强度计算模型，提供一种快速计算不同等级混凝土早期强度的简单有效手段。该方法可实现对混凝土结构强度演化的实时监测与评估，掌握关键部位混凝土强度演化规律，为模板拆除、模架爬升等施工决策提供科学依据，有效保证混凝土结构安全。本发明可直接根据成熟度以及混凝土强度等级标号快速预测不同强度等级混凝土早期强度。本发明对于现场施工不便的条件下混凝土构件的强度预测提供了保障，同时也给现场施工人员提供了便利。
[0070]
本实施例中，更优选地，当混凝土养护为非标养状态下时，非标养状态下混凝土强度f
′
为公式(7)：
[0071]
f＝γ
·fꢀꢀꢀ
(7)；
[0072]
式中，γ为强度衰减系数，通过对施工现场环境下实体混凝土强度的评估，根据混凝土的配合比，调用强度衰减系数数据库得到。
[0073]
本实施例中，更优选地，所述强度衰减系数数据库是分别通过大规模标养试验与现场非标养试验，得到相对应混凝土标养试验与现场非标养试验强度，进而通过二者比值得到其强度衰减系数，进而集成进入混凝土强度演化系统中所对应的强度衰减系数数据库。
[0074]
本实施例中，更优选地，根据混凝土构件拆模所需要满足的最小强度，通过公式(1)、(6)、(7)反算构件拆模时间，即为预测的现场混凝土构件拆模时刻。
[0075]
本实施例中，更优选地，所述步骤s1中不同等级混凝土的强度范围为c30～c60。
[0076]
本实施例中，更优选地，述公式(2)中，
[0077]
当所采用混凝土试件为c30时，系数a＝42.76；b＝0.0002145；c＝-716.9；
[0078]
当所采用混凝土试件为c35时，系数a＝46.21；b＝0.0002860；c＝-608.7；
[0079]
当所采用混凝土试件为c40时，系数a＝55.88；b＝0.0002913；c＝-312.9；
[0080]
当所采用混凝土试件为c45时，系数a＝56.64；b＝0.0003786；c＝-292.7；
[0081]
当所采用混凝土试件为c50时，系数a＝58.49；b＝0.0008248；c＝77.08；
[0082]
当所采用混凝土试件为c60时，系数a＝62.24；b＝0.0016730；c＝394.2。
[0083]
上述实例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受以上实施例的限制。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因
此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。