[发明专利]一种混凝土结构耐久性预测方法、系统及终端

说明书

本发明提供一种混凝土结构耐久性预测方法，包括：S1,获取冻融循环与氯盐侵蚀作用下的混凝土结构参数；S2,基于Fick(菲克)定律构建优化冻融循环与氯盐侵蚀共同作用下混凝土结构耐久性预测模型；S3,根据S1的参数，采用S2所述混凝土结构耐久性预测模型确定混凝土结构的氯离子扩散系数；S4,根据所述氯离子扩散系数实现混凝土结构耐久性预测。本发明还提供一种实现上述方法的系统和终端。本发明简单而又合理的预测冻融循环和氯盐侵蚀双重作用下混凝土结构的耐久性，充分考虑各因素间的耦合作用，能够合理预测各指标的变化，并与试验结果进行了比较，吻合程度较好。

技术领域

本发明涉及一种混凝土结构，具体地，涉及一种冻融循环与氯盐侵蚀共同作用下混凝土结构耐久性预测方法、系统及终端。

背景技术

混凝土结构因其具有形式灵活、维护费用低、使用寿命长以及动力性能优越等特点，被广泛应用于海洋建筑中。与陆上结构相比，处于离岸环境中的混凝土结构，其耐久性在服役期间面临更特殊及严峻的挑战，表现为海洋介质的侵蚀以及由于恶劣环境条件下多重劣化机制的耦合。比如处于寒冷环境和滨海地区的钢筋混凝土结构，不仅遭受氯盐侵蚀，引起的钢筋锈蚀及混凝土保护层开裂现象，严重影响结构的使用寿命。除此之外，由于北方寒冷地区常使用除冰盐保护钢筋混凝土结构，混凝土结构多面临冻融循环与氯盐侵蚀共同作用，这比单一氯离子侵蚀的影响更为严重。

目前混凝土耐久性领域已有的方案，基本分为三类：

1)选取单一指标，建立单一指标和混凝土结构中氯离子扩散系数的关系，从而通过该指标预测混凝土结构中氯离子的扩散系数。如，中交四航工程研究院有限公司公开的发明专利“一种无损的测量及推定混凝土耐久性能的方法及系统”，申请(专利)号:CN201410066949.1，此专利基于某确定原材料和配合比的钢筋混凝土，绘制出一条确定的成熟度—氯离子扩散系数特征关系曲线，依托成熟度—氯离子扩散系数特征关系曲线，反推出现场测试的不同时期的混凝土的氯离子扩散系数。混凝土是一种包括骨料、砂浆、骨料-砂浆界面过渡区的复杂材料，组分和环境变化都会对混凝土结构耐久性造成影响。该专利仅针对确定原材料和配合比的混凝土建立成熟度和扩散系数的关系，不具有普适性。此外，采用的是单一指标—成熟度，难以充分体现混凝土耐久性的变化。

2)选取多个指标，按照不同指标和混凝土耐久性的相关程度，确定权重，从而通过指标体系研究混凝土耐久性。比如，东南大学公开的发明专利“一种基于灰色关联的海洋混凝土耐久性能预测模型参数确定方法”,申请(专利)号:CN201611204413.7，此专利以海洋混凝土的性能指标作为目标函数，从已有的文献中筛选出该目标函数的影响因素参数，利用灰色关联度方法对目标序列和因素序列之间的关联程度进行计算，确定影响目标函数的影响因素权重，将各因素值乘以其灰色关联系数后带入神经网络模型进行训练和运算，实现指标的预测。相对于第一种方法，这种方法充分考虑了不同指标和混凝土耐久性能之间的关系，但是其仅预测了和混凝土耐久性相关的指标变化，未能对耐久性变化进行合理预测。

3)通过试验，从混凝土试件中取样，测量保护层中的氯离子深度分布，根据Fick第二定律计算氯离子扩散系数。比如，江苏科技大学公开的发明专利“评估混凝土表面涂层延长混凝土结构耐久性寿命的方法”，申请(专利)号:CN201811518845.4，此专利将混凝土试件放入氯盐环境中进行暴露，不同龄期后取出试件，测量保护层中的氯离子深度分布，根据Fick第二定律，计算氯离子扩散系数。该专利若要预测结构耐久性，需要从结构中取样，对于混凝土结构会造成损伤；其次，该专利从混凝土结构取样，不同部位由于环境的差别，氯离子扩散深度同样不一致，这会带来预测误差。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种混凝土结构耐久性预测方法、系统及终端。

根据本发明的第一方面，提供一种混凝土结构耐久性预测方法，包括：

S1,获取冻融循环与氯盐侵蚀作用下的混凝土结构参数；