[发明专利]一种高原地区大温差下的混凝土抗压强度预测方法

说明书

一种高原地区大温差下的混凝土抗压强度预测方法,基于传统预测方法，通过缩小强度预测范围，并改进表观反应活化能Ea的取值方法，能够显著提升对高原大温差环境下混凝土的强度发展的预测精度。

技术领域

本发明涉及混凝土抗压强度预测技术，特别是一种高原地区大温差下的混凝土抗压强度预测方法,基于传统预测方法，通过缩小强度预测范围，并改进表观反应活化能E_a的取值方法，能够显著提升对高原大温差环境下混凝土的强度发展的预测精度。

背景技术

混凝土作为最大宗的建筑材料，被广泛用于各种交通基础设施中。随着国家建设“交通强国”战略的不断推进，在青藏高原等严酷环境下修建交通基础设施将势在必行。青藏高原平均海拔4000m，由于太阳辐射强烈，大气透明度高，造成该地区昼夜温差大。因此，对于在高原地区完成浇筑的混凝土，昼夜温差大将显著影响混凝土水化进程，进而影响强度发展，而能否准确预测混凝土强度发展对高原地区建设单位保证质量，提高效率，节省成本至关重要。如在大温差环境下，如何确定混凝土合理养护时间而避免其早期受冻,如何确定混凝土预制梁的合理蒸汽养护时间而提高预制效率,如何确定梁体达到吊装所需的最小抗压强度以提高预制梁场的周转效率。目前，常见的混凝土抗压强度预测方法主要基于“成熟度”的概念，即对于相同配合比的混凝土，只要“成熟度”值相等，则混凝土强度也相等。对于如何表示“成熟度”，目前主要存在两种方法。传统预测方法1：该法为以混凝土实际养护温度及其对应养护时间的乘积(简称“度时积”)表示，该方法简单地将温度对胶凝材料反应速率的影响视为线性，但实际上胶凝材料反应速率随温度的增大呈指数增长，因此，采用“度时积”表征“成熟度”仅适用于混凝土养护温度变化幅度较小，当混凝土养护期间经历较大温差时，其预测精度将严重下降。

传统预测方法2：该法为通过引入可较准确描述温度与胶凝材料反应速率间关系的Arrhenius方程，进而建立不同温度之间的“等效龄期换算系数”，通过该系数统一将非标准温度(20℃)下养护龄期转换为标准温度下的等效龄期，最终计算标准养护温度下的“度时积”，以此来表示“成熟度”并对混凝土强度进行预测，该方法已被ASTM协会推荐使用。但在使用第2种方法时需首先确定表征胶凝材料反应的关键参数的表观反应活化能Ea，研究表明，Ea的取值主要受胶凝材料类型、水化度及养护温度影响，很难给出定值。因此，对同一种配合比混凝土，如果在整个混凝土养护温度范围内将其视为定值，将很难考虑温度及水化度对Ea值的影响，从而也很难准确预估混凝土的强度发展。实际上，当利用“成熟度”法对混凝土强度进行预估时，往往会预先确定一个目标强度值范围。如在高原地区为预防混凝土早期受冻，当对混凝土结构后期无耐久性要求时，抗冻临界强度值约为其设计强度等级的30％，而当混凝土结构要求具有较高的抗渗性或抗冻融要求时，抗冻临界强度值分别宜不小于设计强度等级值的50％和70％。因此，实际使用时，只需保证对混凝土是否达到目标强度值进行准确预测即可，没有必要对整个养护龄期内混凝土强度进行准确预测。

本发明人认为，基于传统预测方法2，通过缩小强度预测范围，并改进表观反应活化能Ea的取值方法，能够显著提升对高原大温差环境下混凝土的强度发展的预测精度。有鉴于此，本发明人完成了本发明。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种高原地区大温差下的混凝土抗压强度预测方法,基于传统预测方法，通过缩小强度预测范围，并改进表观反应活化能Ea的取值方法，能够显著提升对高原大温差环境下混凝土的强度发展的预测精度。

本发明的技术方案如下：

一种高原地区大温差下的混凝土抗压强度预测方法,其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，按照下列式子确定需要预测混凝土的强度值Sm及预测范围Sr：

Sr＝[Smin，Smax] (1)

Sm＝(Smin+Smax)/2 (2)