[发明专利]一种气候环境影响的混凝土电阻率预测方法

说明书

本发明公开了一种考虑气候环境影响的混凝土电阻率预测方法。该方法通过对气象环境资料的处理，构建了环境温度作用谱与湿度作用谱，考虑外界环境作用的滞后性，利用模型公式计算得到了混凝土内部温湿度响应值。根据得到的内部温湿度可以计算出内部孔隙水饱和度，最后根据孔隙水饱和度可以计算得到混凝土电阻率的最终预测结果。本发明预测模型具有较强的适用规律性，解决了电阻率测试的人工干预问题、时效问题。

技术领

本发明涉及混凝土材料传热学、传湿学领域，特别是一种气候环境影响的混凝土电阻率预测方法。

背景技术

混凝土电阻率是混凝土的一项重要基本物理指标，也是钢筋混凝土耐久性劣化过程的重要影响因素之一。混凝土内部微环境一定程度上取决于气候环境条件，外界的温湿度影响着混凝土内部的温湿度，而内部的温湿度条件又决定着混凝土材料的电阻率。在现有的技术手段中，混凝土试件电阻率主要依靠电阻率测试装置实测得到，对于混凝土电阻率的预测较为匮乏，特别是自然环境下混凝土电阻率的预测方法更为稀少。

发明内容

发明目的，本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种气候环境影响的混凝土电阻率预测方法，该方法通过对气象资料中环境温湿度进行系列处理计算最终得到混凝土电阻率。

技术方案，本发明公开了一种气候环境影响的混凝土电阻率预测方法，该方法包括如下步骤：

步骤1、构建自然条件下的气候环境作用谱。具体地，构建环境温度作用谱和环境湿度作用谱。

进一步地，步骤1中所述气候环境温度或湿度作用谱，是对波动变化的自然环境的温度或湿度条件进行处理后得到的简化的温度或湿度与时间的变化曲线。

步骤2、构建带有x、y、z的三维正交坐标系，计算混凝土内部温湿度。

所述步骤2中，根据步骤1中构建的自然环境下温度作用谱，利用混凝土内温度响应预计模型(1)计算混凝土内部温度。

公式(1)中，

对公式(1)、(2)：x、y、z为混凝土内位置坐标参数，τ为时间变量。

其中，t(x,y,z,τ)为任意位置任意时刻混凝土内部的温度，t_∞为混凝土所处环境温度(瞬间恒定不变)，t₀为混凝土内部初始温度(均匀一致)；θ₀为初始时刻过余温度，θ₀＝t₀-t_∞；

其中，λ为混凝土的导热系数，导热系数λ＝1.99-1.4×(w/c)+9.67×ω计算，ω为含水率，w/c为混凝土水灰比，为混凝土中拌和水与水泥的用量比，环境与混凝土间的表面传热系数h为常数，导温系数为a，B_i为毕渥数，δ为一常数，F_O为傅里叶准则数，F_O＝aτ/δ²,(2)中μ₁、A为计算参数，a，b，d为常数。

所述步骤2中，根据步骤1中构建的自然环境下湿度作用谱，利用公式(3)计算混凝土内部相对湿度：

式(3)中，H为混凝土内部相对湿度，H₀为内部初始相对湿度，H_e为环境相对湿度，为误差函数；x₁为距离混凝土表面的深度，m；为湿混凝土内的等效扩散系数，τ为时间，h。

进一步地,式(3)中，涉及误差函数的计算采用双曲正切函数近似计算法公式(4)：