[发明专利]严寒地区混凝土伸缩缝施工水化历程监测方法

权利要求书

1.一种严寒地区混凝土伸缩缝施工水化历程监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、在实验室的标准条件下制备混凝土试样，获取实验室时间-温度数据序列和标准龄期-强度数据序列；

步骤2、由现场伸缩缝内混凝土的水化历程中获取现场时间-温度数据序列：首先在混凝土浇注之前，将温度传感器按上中下位置分两列布置于现场的伸缩缝中；并与数据采集仪(9)和计算机(10)连接，然后由埋设在混凝土中的各温度传感器测得并整理出现场伸缩缝内混凝土水化历程中的现场时间-温度数据序列；两列布置的温度传感器分别为中间列温度传感器(7-1)和边界列温度传感器(7-2)，从伸缩缝的高度方向上，两列温度传感器中底部的温度传感器都距离底面五厘米，顶部的温度传感器都距离顶面五厘米，中部的温度传感器位于顶部温度传感器和底部温度传感器位置的中央；从伸缩缝的宽度方向上，中间列温度传感器(7-1)分布在伸缩缝宽度方向的中部，而边界列温度传感器(7-2)距离伸缩缝宽度方向的边缘五厘米；从伸缩缝的长度方向上，这两列温度传感器均布置在距离伸缩缝的端部一米的位置上；

所述伸缩缝的日气温中有低于4摄氏度的时段；

步骤3、从实验室时间-温度数据序列中确定理论初凝时间和理论初凝时间所对应的理论初凝温度；并从现场时间-温度数据序列中确定各个温度传感器所在位置的现场初凝时间和现场初凝时间所对应的现场初凝温度；

根据求出的理论/现场初凝时间和理论/现场初凝温度来确定现场各温度传感器所在位置混凝土的表观活化能E；

步骤4、首先对Arrhenius公式进行积分，然后根据积分后的Arrhenius公式、步骤3中求出的活化能E和现场测得的时间-温度序列来确定各温度传感器所在位置混凝土的等效龄期t_e；所述Arrhenius公式为表达化学反应的速率常数与活化能和温度之间关系的公式，如式(1)所示：

k＝Ae^-(E/RT) (1)

式中，k为化学反应速率常数、A为频率因子常数、e为自然常数、E为活化能、R为气体常数、T为开氏温度；

步骤5、根据各温度传感器所在位置混凝土的等效龄期t_e确定各温度传感器所在位置混凝土的等效龄期强度S_e，包括以下步骤：

步骤501、对步骤1中获得在标准条件下制备混凝土的标准龄期-强度数据序列，进行强度-龄期图形的绘制；

步骤502、利用式(3)对强度-龄期图形进行拟合，确定其中的参数a和b；

S＝a+b×ln(t) (3)

式中，t为标准龄期、S为强度；

步骤503、将各等效龄期t_e代入拟合出a和b参数的方程(3)中，得出各温度传感器所在位置混凝土的等效龄期强度S_e；

步骤6、根据计算出的各温度传感器所在位置的等效龄期强度S_e，获得所有温度传感器所在位置的等效龄期强度S_e所组成的强度场，根据强度场更好地指导和确定适宜的养护持续时间和开放交通的时间点。

2.根据权利要求1所述的一种严寒地区混凝土伸缩缝施工水化历程监测方法，其特征在于，所述步骤1中获取各数据序列的步骤分为：

步骤101、确认标准条件，随后在实验室制备混凝土试样，并在混凝土试样制备过程中将温度传感器埋设在试样的中央；

步骤102、通过配套的数据采集和记录装置，在测试混凝土水化历程的过程中获得实验室时间-温度数据序列；

步骤103、对实验室制备的混凝土试样，在标准条件下进行养护，并在设定的时间点进行强度测试，获得不同龄期时混凝土的抗压强度，获得标准龄期-强度数据序列。

3.根据权利要求1所述的一种严寒地区混凝土伸缩缝施工水化历程监测方法，其特征在于，所述标准条件为温度＝20摄氏度，相对湿度＝100％。

4.根据权利要求1所述的一种严寒地区混凝土伸缩缝施工水化历程监测方法，其特征在于，所述步骤3中由实验室/现场时间-温度数据序列求得理论/现场初凝时间和理论/现场初凝温度方法为：求出其所处理论/现场时间-温度曲线中上升段斜率最大的点，该点对应的横坐标为理论/现场初凝时间，纵坐标为理论/现场初凝温度。