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专利号: 2024108890700
申请人: 广州航海学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于不同维度CO2扩散模型的再生混凝土角区碳化深度预测方法,其特征在于,包括如下步骤:根据获取到不同工况的再生混凝土试件各侧面碳化深度的实测值以及角区碳化深度的实测值,计算得到再生混凝土试件的CO2扩散交互作用系数;所述不同工况的再生混凝土试件包括龄期不同和材料配合比不同的再生混凝土试件;所述再生混凝土试件包括经过预处理步骤得到的碳化后的再生混凝土;所述角区碳化深度包括所述再生混凝土试件的相邻侧面所构成夹角中垂线的碳化深度;

根据一维CO2扩散模型获取对应工况下一维CO2扩散系数,并构建二维的角区CO2扩散模型;

通过所述一维CO2扩散系数和所述CO2扩散交互作用系数得到修正扩散交互作用系数;

基于所述二维的角区CO2扩散模型和所述修正扩散交互作用系数,建立再生混凝土角区碳化深度时变模型;

根据所述再生混凝土角区碳化深度时变模型对目标再生混凝土的角区碳化深度进行预测。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述一维CO2扩散模型采用如下式子表示:式中:XCO2表示CO2在再生混凝土试件中各侧面的扩散深度,D1表示一维CO2扩散系数,ρCO2表示CO2质量浓度;t表示CO2在再生混凝土中扩散的时间,m0表示单位体积的再生混凝土吸收CO2的能力;

所述修正扩散交互作用系数包括相应工况下所述一维CO2扩散系数与所述CO2扩散交互作用系数以及修正系数的乘积;所述修正系数为相应工况下的预设值。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述二维的角区CO2扩散模型采用如下式子表示:式中:XC表示CO2在再生混凝土试件角区的碳化深度,D2表示二维的角区CO2扩散系数,ρCO2表示CO2质量浓度;t表示CO2在再生混凝土中扩散的时间,m0表示单位体积的再生混凝土吸收CO2的能力;

所述再生混凝土角区碳化深度时变模型采用如下式子表示:

式中:DCO2表示修正扩散交互作用系数,取值范围为1.4D1‑2.0D1,K0表示混凝土碳化基准系数;KT表示环境温度影响系数;KH表示环境相对湿度影响系数;fcu,k表示混凝土平均抗压强度;mc表示混凝土平均抗压强度与标准抗压强度转换系数。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述再生混凝土角区碳化深度时变模型对目标再生混凝土的角区碳化深度进行预测包括:通过蒙特卡洛采样算法对目标再生混凝土进行随机抽样,设置与所述龄期相对应的观察时间,并获取所述观察时间内所述再生混凝土试件的角区碳化深度的实测值的分布类型以及变异系数;

将抽样得到的M个样本代入所述再生混凝土角区碳化深度时变模型对目标再生混凝土的角区碳化深度进行预测,得到不同龄期下再生混凝土角区的碳化深度。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预处理步骤包括:

将不同工况的再生混凝土进行切块得到再生混凝土样品;

通过石蜡密封所述再生混凝土样品的其中两个相对的侧面,并进行碳化实验得到碳化后的再生混凝土样品;

选取质量百分比为1%的酚酞酒精溶液喷洒至所述碳化后的再生混凝土样品表面得到对应工况的所述再生混凝土试件。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算得到再生混凝土试件的CO2扩散交互作用系数的步骤包括:基于选取的所述再生混凝土试件任一相邻的两个侧面的碳化深度,计算得到所述再生混凝土试件角区碳化深度的理论值;

将所述再生混凝土试件角区碳化深度的理论值与所述再生混凝土试件角区碳化深度的实测值相比,得到所述再生混凝土试件的CO2扩散交互作用系数。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述材料配合比不同的再生混凝土试件包括不同配合比的水用量、天然骨料用量、细集料用量、粗集料用量、沙用量、水泥用量、粉煤灰用量、减水剂用量、内养护剂用量以及不同养护条件的再生混凝土试件;所述不同养护条件包括标样条件和水样条件。

8.根据权利要求1‑7中任一项所述的方法,其特征在于,所述龄期包括14天和28天。

9.一种基于不同维度CO2扩散模型的再生混凝土角区碳化深度预测装置,其特征在于,包括:计算模块,用于根据获取到不同工况的再生混凝土试件各侧面碳化深度的实测值以及角区碳化深度的实测值,计算得到再生混凝土试件的CO2扩散交互作用系数;所述不同工况的再生混凝土试件包括龄期不同和材料配合比不同的再生混凝土试件;所述再生混凝土试件包括经过预处理步骤得到的碳化后的再生混凝土;所述角区碳化深度包括所述再生混凝土试件的相邻侧面所构成夹角中垂线的碳化深度;

模型构建模块,用于一维CO2扩散模型获取对应工况下一维CO2扩散系数,并构建二维的角区CO2扩散模型;

所述计算模块还用于,通过所述一维CO2扩散系数和所述CO2扩散交互作用系数得到修正扩散交互作用系数;

所述模型构建模块还用于,基于所述二维的角区CO2扩散模型和所述修正扩散交互作用系数,建立再生混凝土角区碳化深度时变模型;

预测模块,用于根据所述再生混凝土角区碳化深度时变模型对目标再生混凝土的角区碳化深度进行预测。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。