CN111754038A - 一种混凝土实体构件移运安装时间的预测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种混凝土实体构件移运安装时间的预测方法，包括如下步骤：获取被测混凝土实体构件的当前温度；根据获得的当前温度，确定被测混凝土实体构件的等效龄期；根据确定得到的等效龄期，计算被测混凝土实体构件的氯离子扩散系数；基于计算得到的氯离子扩散系数和预存的氯离子扩散系数控制值，确定被测混凝土实体构件的移运安装时间；其中，氯离子扩散系数控制值用于指示符合移运安装要求的混凝土实体构件对应的氯离子扩散系数。本发明预测方法流程简单可靠，能准确确定混凝土实体构件的移运安装时间，加快预制混凝土实体构件的移运安装效率，提升预制场周转效率。

Description

一种混凝土实体构件移运安装时间的预测方法
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，尤其涉及一种混凝土实体构件移运安装时间的预测方法。
背景技术
随我国交通基础设施的快速发展，桥梁工业化快速施工和预制拼装技术是未来智能化施 工的重要方向，越来越多的桥梁工程主体结构采用工程预制混凝土实体构件、现场拼装。为 保证预制混凝土实体构件的耐久性，预制混凝土实体构件需要在预制场养护一定的时间后， 采用船机设备将预制混凝土实体构件吊放到现场安装。
混凝土早龄期由于胶凝材料水化不充分而使内部致密性不足，对抵抗外界有害介质侵蚀 的能力相对较弱，大掺量活性掺合料的高性能混凝土尤为显著。对于海水环境下重大交通基 础设施，比如宁波舟山港主通道工程、港珠澳大桥等，为安全起见，均要求混凝土构件养护 28d后方能实施移运和安装，其主要是为了降低海水中氯盐对早龄期混凝土的侵蚀，提高结 构的长期耐久性。
准确了解实际结构混凝土抗侵蚀性能的发展规律，对合理确定预制构件的安装时间具有 重要意义。当前通常采用室内标准养护试件评估结构混凝土的抗氯离子侵蚀性能，然而对于 实际混凝土结构，由于构件的尺寸效应，其结构混凝土的温度梯度与标准养护或同条件养护 温度具有较大差异，造成实际混凝土的性能发展趋势有一定的差异。混凝土成熟度是表征混 凝土养护龄期和温度关系的重要方法，但成熟度理论预测负温和高温养护环境下混凝土强度 的发展的适用性较差，对于大体积混凝土结构其内部最高温度一般达60℃以上，甚至高达 80℃以上，因此，采用成熟度预测混凝土氯离子扩散性能尚存一定问题。
而混凝土实体构件取芯测试氯离子扩散系数不仅费时费力，且对混凝土实体构件产生一 定的损伤，工程现场一般不采用，因此，为安全起见，通常推迟预制混凝土实体构件的移运 安装时间，部分工程要求14d才能移运安装混凝土实体构件，而对于重大工程，通常规定28d 后才能移运安装混凝土实体构件。而统一规定某一龄期作为移运安装混凝土实体构件的时间， 该方式未考虑不同季节环境、构件尺寸、混凝土配合比等影响，其存在较大不合理性。另外 由于受到预制场地面积的限制，极易造成预制场混凝土实体构件周转效率低、影响工程进度。 因此，为提高预制场混凝土实体构件周转效率，减少预制场面积，急需在满足混凝土实体构 件耐久性要求的前提下，加快预制混凝土实体构件的移运安装效率，提升预制场周转效率。 如何合理确定预制混凝土实体构件移运安装时间是当前施工单位面临的主要技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混凝土实体构件移运安装时间的预测方法，预测方法流程简 单可靠，能准确确定混凝土实体构件的移运安装时间，加快预制混凝土实体构件的移运安装 效率，提升预制场周转效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种混凝土实体构件移运安装时间的预测方法，包括如下步骤：
获取被测混凝土实体构件的当前温度；
根据获得的当前温度，确定被测混凝土实体构件的等效龄期；
根据确定得到的等效龄期，计算被测混凝土实体构件的氯离子扩散系数；
基于计算得到的氯离子扩散系数和预存的氯离子扩散系数控制值，确定被测混凝土实体 构件的移运安装时间；其中，氯离子扩散系数控制值用于指示符合移运安装要求的混凝土实 体构件对应的氯离子扩散系数。
进一步地，所述根据确定得到的等效龄期，计算被测混凝土实体构件的氯离子扩散系数 的步骤包括：
基于确定得到的等效龄期，通过预存的氯离子扩散系数-等效龄期关系式计算出被测混 凝土实体构件的氯离子扩散系数；
其中，氯离子扩散系数-等效龄期关系式的获取过程包括：
根据被测混凝土实体构件的制备材料和混凝土配合比制备若干组混凝土试件，分别采用 不同的养护温度对若干组混凝土试件进行养护，确定每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离 子扩散系数和等效龄期，基于每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离子扩散系数和等效龄期， 拟合出氯离子扩散系数-等效龄期关系式。
进一步地，所述氯离子扩散系数-等效龄期关系式的拟合过程包括：
根据被测混凝土实体构件的制备材料和混凝土配合比制备4组的混凝土试件，待混凝土 试件初凝后，将4组混凝土试件分别放入到4个蒸煮箱中进行养护，其中，4个蒸煮箱中的 养护水温分别设置为20±1℃、40±1℃、60±1℃和80±1℃；
在每组混凝土试件达到各个养护龄期的条件下，测试每组混凝土试件的氯离子扩散系数， 并采用公式
Figure BDA0002550698260000021
计算出每组混凝土试件的等效龄期，其中te(Tr)为 参考温度的Tr的等效龄期，单位h，Tr为参考温度，取293k，Ea为混凝土的表观活化能，取35kJ/mol，R为理想气体常数，T为蒸煮箱的养护水温，Δt为养护龄期，单位h，各个养护龄 期包括3天、7天、14天和28天；
基于每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离子扩散系数和等效龄期，拟合出氯离子扩散 系数-等效龄期关系式：
Figure BDA0002550698260000031
其中，A、B为拟合常数。
进一步地，所述基于每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离子扩散系数和等效龄期，拟 合出氯离子扩散系数-等效龄期关系式：
Figure BDA0002550698260000032
的步骤包括：
基于4组混凝土试件在各个养护龄期得到的氯离子扩散系数，在得到的氯离子扩散系数 中任取一个氯离子扩散系数为参考氯离子扩散系数；
将4组混凝土试件在各个养护龄期得到的氯离子扩散系数分别与参考氯离子扩散系数相 除得到每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离子扩散系数比：
基于每组混凝土试件在各个养护龄期得到的氯离子扩散系数比和等效龄期，拟合出氯离 子扩散系数-等效龄期关系式：
Figure BDA0002550698260000033
其中DT为等效龄期为te时的氯离子扩散系数， DT0为第二氯离子扩散系数，te为等效龄期，为A、B为拟合常数。
进一步地，所述基于4组混凝土试件在各个养护龄期得到的氯离子扩散系数，在得到的 氯离子扩散系数中任取一个氯离子扩散系数为参考氯离子扩散系数的步骤包括：
基于4组混凝土试件在各个养护龄期得到的氯离子扩散系数，选取混凝土试件在20±1℃ 水温中养护28天的条件下测得的氯离子扩散系数为参考氯离子扩散系数。
进一步地，所述获取被测混凝土实体构件的当前温度的步骤包括：
获取埋设在被测混凝土实体构件内的若干温度监测探头检测得到的温度数据；
将获得的所有温度数据中值最小的温度数据作为被测混凝土实体构件的当前温度。
进一步第，所述根据获得的当前温度，确定被测混凝土实体构件的等效龄期的步骤包 括：
获取被测混凝土实体构件的当前持续养护时间；
将获得的当前温度代入公式
Figure BDA0002550698260000034
中计算出被测混凝土实体构 件的等效龄期，其中te(Tr)为参考温度的Tr的等效龄期，单位h，Tr为参考温度，取293k，Ea为混 凝土的表观活化能，取35kJ/mol，R为理想气体常数，T为被测混凝土实体构件的当前温度， Δt为被测混凝土实体构件的持续养护时间，单位h。
进一步地，所述基于计算得到的氯离子扩散系数和预存的氯离子扩散系数控制值，确 定被测混凝土实体构件的移运安装时间的步骤包括：
比对计算得到的被测混凝土实体构件的氯离子扩散系数与预存的氯离子扩散系数控制 值；
当前比对的氯离子扩散系数小于氯离子扩散系数控制值时，获取当前比对的氯离子扩 散系数对应的持续养护时间，以获得被测混凝土实体构件的移运安装时间。。
进一步地，所述氯离子扩散系数-等效龄期关系式的获取过程还包括：
获取被测混凝土实体构件的构件信息，判断预设的数据库中是否存在与获取的构件信 息对应的氯离子扩散系数-等效龄期关系式，其中构件信息包括被测混凝土实体构件的若干 制备材料名称和混凝土配合比；
若存在，则根据被测混凝土实体构件的构件信息，在数据库中获取对应的氯离子扩散 系数-等效龄期关系式；
所述根据被测混凝土实体构件的制备材料和混凝土配合比制备若干组混凝土试件，分 别采用不同的养护温度对若干组混凝土试件进行养护，测试每组混凝土试件在各个养护龄期 的氯离子扩散系数和等效龄期，基于每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离子扩散系数和等 效龄期，拟合出氯离子扩散系数-等效龄期关系式的步骤，在预设的数据库中未存在与获取 的构件信息对应的氯离子扩散系数-等效龄期关系式时执行。
进一步地，所述氯离子扩散系数-等效龄期关系式的获取过程还包括：
将被测混凝土实体构件的构件信息与拟合得到的氯离子扩散系数-等效龄期关系式关 联保存在数据库中。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：预测方法流程简单可靠，基于工程混凝土配 合比制备混凝土试件的测试数据拟合出氯离子扩散系数-等效龄期关系式，符合工程现场实 际情况，数据更为合理、准确；通过计算得到混凝土实体构件的等效龄期代入氯离子扩散系 数-等效龄期关系式中，反推混凝土实体构件的氯离子扩散系数，然后将混凝土实体构件的 实时氯离子扩散系数与设计要求的氯离子扩散系数控制值对比，可无损、准确的确定预制混 凝土实体构件的移运安装时间，加快预制混凝土实体构件的移运安装效率，提升预制场周转 效率，可减少预制场面积，并能有效保障跨海桥梁等基础设施的服役寿命，推广应用前景广 泛。
附图说明
图1为本发明混凝土实体构件移运安装时间的预测方法的步骤流程图；
图2为本发明混凝土实体构件移运安装时间的预测方法实施例中建立的氯离子扩散系数 -等效龄期的关系曲线；
图3为本发明混凝土实体构件移运安装时间的预测方法实施例中建立的氯离子扩散系数 比-等效龄期的关系曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
请参阅图1，图1为本发明混凝土实体构件移运安装时间的预测方法的步骤流程图。一 种混凝土实体构件移运安装时间的预测方法，包括如下步骤：
S1、获取被测混凝土实体构件的当前温度；
S2、根据获得的当前温度，确定被测混凝土实体构件的等效龄期；
S3、根据确定得到的等效龄期，计算被测混凝土实体构件的氯离子扩散系数；
S4、基于计算得到的氯离子扩散系数和预存的氯离子扩散系数控制值，确定被测混凝 土实体构件的移运安装时间；其中，氯离子扩散系数控制值用于指示符合移运安装要求的混 凝土实体构件对应的氯离子扩散系数。
在上述步骤S1中，可以通过预先埋设在被测混凝土构件的温度监测探头获取被测混凝 土实体构件的内部温度，将获取的被测混凝土实体构件的内部温度作为当前温度。
进一步地，步骤S1包括如下步骤：
S11、获取埋设在被测混凝土实体构件内的若干温度监测探头检测得到的温度数据；
S12、将获得的所有温度数据中值最小的温度数据作为被测混凝土实体构件的当前温度。
在上述步骤S11和S12中，在预制被测混凝土实体构件施工作业时，在被测混凝土实 体构件内按照一定方式埋设若干温度监测探头，若干温度监测探头的埋设位置包括被测混凝 土实体构件的构件中心，以及至少三个靠近被测混凝土实体构件表面的位置，如温度监测探 头的数量为4，第一个温度监测探头埋设在被测混凝土实体构件的中心，第二个温度监测探 头埋设在距离被测混凝土实体构件顶面5cm的位置，第三个温度监测探头埋设在距离被测混 凝土实体构件的底面5cm的位置，第四个温度监测探头埋设在距离混凝土实体构件的任一侧 面5cm的位置。并且若干温度监测探头通过数据采集单元与终端通讯连接，例如若干温度监 测探头通过无线连接与数据采集单元连接，数据采集单元通过网络与终端连接，网络可以采 用GPRS、宽带、无线路由的一种。在被测混凝土实体构件在养护时，数据采集单元将若干温 度监测探头采集到的温度数据发送至终端，终端将获取的若干个温度数据进行对比，以获取 的若干温度数据中最小的温度数据作为被测混凝土实体构件的当前温度，这是由于在监测被 测混凝土实体构件内部温度的过程中发现，被测混凝土实体构件的构件中心温度高于其表层 温度，而温度较高其等效龄期也先相对比较大，考虑到海水中的腐蚀介质主要对早期被测混 凝土实体构件的表层产生较大影响，为安全起见，以最不利的情况作为计算被测混凝土实体 构件的等效龄期，即以若干温度数据中值最小的温度数据作为被测混凝土实体构件的当前温 度。
如表1所示，表1为以48小时(h)为例监测的被测混凝土实体构件的不同部位的混凝土温度，记录的时间间隔可以是按每小时记录一次，或者隔几个小时记录一次，表1中的数据单位为摄氏度(℃)，从表中可以看出，第四个温度监测探头监测到的被测混凝土实体构件的侧表面的温度最，因此以被测混凝土实体构件的侧表面的温度计算被测混凝土实体构 件的等效龄期。
表1
Figure BDA0002550698260000061
在上述步骤S2中，等效龄期为混凝土在养护期间温度不断变化，在这一段时间内其养 护的效果，与在标准条件养护达到效果相同所需的时间。
进一步地，步骤S2包括如下步骤：
S21、获取被测混凝土实体构件的当前持续养护时间；
S22、将获得的当前温度代入公式
Figure BDA0002550698260000062
中计算出被测混凝土实 体构件的等效龄期，其中te(Tr)为参考温度的Tr的等效龄期，单位h，Tr为参考温度，取293k， Ea为混凝土的表观活化能，取35kJ/mol，R为理想气体常数，T为被测混凝土实体构件的当 前温度，Δt为被测混凝土实体构件的持续养护时间，单位h。
在上述步骤中S21和S22中，在被测混凝土实体构件预制完成后，记录混凝土实体构 件的持续养护时间，以在计算混凝土实体构件的等效龄期时能够直接获取，将获得的被测混 凝土实体构件的当前温度代入公式
Figure BDA0002550698260000063
计算持续养护时间在14 天内的被测混凝土实体构件不同部位混凝土的等效龄期，计算等效龄期的时间间隔可以是每 小时，也可以是每天，根据实际需求确定时间间隔即可，如表2所示，表2中数据单位为h， 具体的等效龄期计算统计时间可以根据当地环境确定，可延长到21天，甚至28天。从表中 可以看出，被测混凝土实体构件的侧表面的温度数据在各个构件部位中最小，计算得到的被 测混凝土实体构件的侧表层的等效龄期也是在各个构件部位中最小的。因此，也可以只计算 被测混凝土实体构件的侧表层的等效龄期。
表2
Figure BDA0002550698260000071
在上述步骤S3中，在根据得到的被测混凝土实体构件的等效龄期计算被测混凝土实体 构件的氯离子扩散系数之前，需要先确定氯离子扩散系数-等效龄期的关系式，从而将测混 凝土实体构件的等效龄期代入氯离子扩散系数-等效龄期的关系式中，得到被测混凝土实体 构件的氯离子扩散系数。
进一步地，步骤S3包括：
S31、基于确定得到的等效龄期，通过预存的氯离子扩散系数-等效龄期关系式计算出 被测混凝土实体构件的氯离子扩散系数；
其中，氯离子扩散系数-等效龄期关系式的获取过程包括：
步骤1，根据被测混凝土实体构件的制备材料和混凝土配合比制备若干组混凝土试件， 分别采用不同的养护温度对若干组混凝土试件进行养护，确定每组混凝土试件在各个养护龄 期的氯离子扩散系数和等效龄期，基于每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离子扩散系数和 等效龄期，拟合出氯离子扩散系数-等效龄期关系式。
具体地，氯离子扩散系数-等效龄期关系式的拟合过程包括：
步骤1-1，根据被测混凝土实体构件的制备材料和混凝土配合比制备4组的混凝土试件， 待混凝土试件初凝后，将4组混凝土试件分别放入到4个蒸煮箱中进行养护，其中，4个蒸 煮箱中的养护水温分别设置为20±1℃、40±1℃、60±1℃和80±1℃；
步骤1-2，在每组混凝土试件达到各个养护龄期的条件下，测试每组混凝土试件的氯离 子扩散系数，并采用公式
Figure BDA0002550698260000072
计算出每组混凝土试件的等效龄期， 其中te(Tr)为参考温度的Tr的等效龄期，单位h，Tr为参考温度，取293k，Ea为混凝土的表 观活化能，取35kJ/mol，R为理想气体常数，T为蒸煮箱的养护水温，Δt为养护龄期，单位h， 各个养护龄期包括3天、7天、14天和28天；
步骤1-3，基于每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离子扩散系数和等效龄期，拟合出 氯离子扩散系数-等效龄期关系式：
Figure BDA0002550698260000081
其中A、B为拟合常数。
在上述步骤1-1至步骤1-3中，根据被测混凝土实体构件的混凝土配合比和采用被测 混凝土实体构件的制备材料制备4组混凝土试件，混凝土试件采用被测混凝土实体构件的制 备材料和混凝土配合比，确保混凝土试件的性能与被测混凝土实体构件的性能一致，被测混 凝土实体构件的制备材料即为工程现场中制备被测混凝土实体构件的原材料。在混凝土初凝 后，立即将4组混凝土试件分别放入到4个蒸煮箱中，4个蒸煮箱中水的温度分别设置为20℃、 40℃、60℃和80℃，并实时监测蒸煮箱内水的温度偏差不大于1.0℃，蒸煮箱中水的温度即 为对应混凝土试件的养护温度。每组混凝土试件在蒸煮箱中养护3天、7天、14天及28天 后，测试混凝土试件的氯离子扩散系数，测试数据如表3所示，表3中数据单位为×10-12m2/s
表3
Figure BDA0002550698260000082
同时，每组混凝土试件在蒸煮箱中养护3天、7天、14天及28天后，根据公式
Figure BDA0002550698260000083
计算出每组混凝土试件在不同养护龄期下的等效龄期，如表4 所示，表4中数据单位为h；
表4
Figure BDA0002550698260000084
以表4中的每组混凝土试件在各个养护龄期得到的氯离子扩散系数和等效龄期为坐标， 建立氯离子扩散系数-等效龄期的关系曲线，如图2所示，根据氯离子扩散系数-等效龄期的 关系曲线拟合出氯离子扩散系数-等效龄期关系式：
Figure BDA0002550698260000085
即以表4的数据进 行拟合时，拟合常数A为730.41，拟合常数B为-0.843，根据拟合数据的不同，会得到不同 的拟合常数A和拟合常数B。
进一步地，步骤1-3包括如下步骤：
步骤1-3-1，基于4组混凝土试件在各个养护龄期得到的氯离子扩散系数，在得到的氯 离子扩散系数中任取一个氯离子扩散系数为参考氯离子扩散系数；
步骤1-3-2、将4组混凝土试件在各个养护龄期得到的氯离子扩散系数分别与参考氯离 子扩散系数相除得到每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离子扩散系数比；
步骤1-3-3，基于每组混凝土试件在各个养护龄期得到的氯离子扩散系数比和等效龄期， 拟合出氯离子扩散系数-等效龄期关系式：
Figure BDA0002550698260000091
其中DT为等效龄期为te时的氯离 子扩散系数，DT0为第二氯离子扩散系数，te为等效龄期，为A、B为拟合常数。
请结合参阅图3，图3为本发明混凝土实体构件移运安装时间的预测方法实施例中建立 的氯离子扩散系数比-等效龄期的关系曲线。在上述步骤1-3-1和步骤1-3-3中，本实施例 采用表4的数据，基于4组混凝土试件在各个养护龄期得到的第一氯离子扩散系数中，选取 一个第一氯离子扩散系数为参考氯离子扩散系数，以参考氯离子扩散系数为定值，便于拟合 出氯离子扩散系数-等效龄期关系式。优选地，在选取参考氯离子扩散系数时，一般采用28 天的氯离子扩散系数，因为标准规范对氯离子扩散系数一般要求28天的值。因此，在本实 施例中，选取混凝土试件在20±1℃水温中养护28天的条件下测得的氯离子扩散系数为参考 氯离子扩散系数，即参考氯离子扩散系数为5.3×10-12m2/s，将将4组混凝土试件在各个养护 龄期得到的氯离子扩散系数分别与参考氯离子扩散系数相除得到每组混凝土试件在各个养 护龄期的参考氯离子扩散系数比，以每组混凝土试件在各个养护龄期得到的参考氯离子扩散 系数比和等效龄期为坐标，建立氯离子扩散系数比-等效龄期的关系曲线，如图3所示。根 据氯离子扩散系数比-等效龄期的关系曲线拟合出氯离子扩散系数-等效龄期关系式：
Figure RE-GDA0002557295890000092
根据表4的数据，在选取混凝土试件在20±1℃水温中养护28 天的条件下测得的氯离子扩散系数为参考氯离子扩散系数时，拟合常数A为137.81，拟合常 数B为-0.843。
进一步地，所述氯离子扩散系数-等效龄期关系式的获取过程还包括：
步骤2，获取被测混凝土实体构件的构件信息，判断预设的数据库中是否存在与获取的 构件信息对应的氯离子扩散系数-等效龄期关系式，其中构件信息包括被测混凝土实体构件 的若干制备材料名称和混凝土配合比；
步骤3，若存在，则根据被测混凝土实体构件的构件信息，在数据库中获取对应的氯离 子扩散系数-等效龄期关系式。
所述根据被测混凝土实体构件的制备材料和混凝土配合比制备若干组混凝土试件，分 别采用不同的养护温度对若干组混凝土试件进行养护，确定每组混凝土试件在各个养护龄期 的氯离子扩散系数和等效龄期，基于每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离子扩散系数和等 效龄期，拟合出氯离子扩散系数-等效龄期关系式的步骤，在预设的数据库中未存在与获取 的构件信息对应的氯离子扩散系数-等效龄期关系式时执行。
在上述步骤2和步骤3中，在获取被测混凝土实体构件的混凝土配合比时，先根据获 取被测混凝土实体构件的构件信息，即其若干制备材料名称和混凝土配合比，判断预设的数 据库中是否存在与获取的构件信息对应的氯离子扩散系数-等效龄期关系式，若数据库中存 在该构件信息对应的氯离子扩散系数-等效龄期关系式，则直接根据被测混凝土实体构件的 构件信息，在数据库中获取对应的氯离子扩散系数-等效龄期关系式即可；若在预设的数据 库中存在，则说明之前的工程试验中，已经采用过与被测混凝土实体构件的制备材料和混凝 土配合比制备成的混凝土试件得到的氯离子扩散系数-等效龄期关系式，那么这次就可以直 接从数据库中获得，无需再次进行试验，节省工程试件。若数据库中不存在该构件信息对应 的氯离子扩散系数-等效龄期关系式，则说明之前没有采用过与被测混凝土实体构件的制备 材料和混凝土配合比制备成的混凝土试件得到的氯离子扩散系数-等效龄期关系式，才执行 步骤1，根据试验得到该构件信息对应的氯离子扩散系数-等效龄期关系式。
进一步地，所述氯离子扩散系数-等效龄期关系式的获取过程还包括：
步骤4，将被测混凝土实体构件的构件信息与拟合得到的氯离子扩散系数-等效龄期关 系式关联保存在数据库中。
在上述步骤4中，根据工程被测混凝土实体构件的制备材料和混凝土配合比，可以得 到被测混凝土实体构件的若干制备材料名称，即可以得到被测混凝土实体构件的构件信息， 然后将被测混凝土实体构件的构件信息与氯离子扩散系数-等效龄期关系式关联保存在数据 库中，以后需要计算其他的工程的被测混凝土实体构件的氯离子扩散系数时，若其他工程的 被测混凝土实体构件的构件信息与本工程的被测混凝土实体构件的混凝土配合比相同时，可 以直接根据其混凝土配合比得到对应的氯离子扩散系数-等效龄期关系式。
在上述步骤S31中，将被测混凝土实体构件的等效龄期代入氯离子扩散系数-等效龄期 关系式
Figure BDA0002550698260000101
得到被测混凝土实体构件的氯离子扩散系数DT。如表5所 示，表5中的数据单位为×10-12m2/s。
表5
Figure BDA0002550698260000102
Figure BDA0002550698260000111
在上述步骤S4中，混凝土实体构件在28天标准养护条件下氯离子扩散系数为6.0× 10-12m2/s，即混凝土氯离子扩散系数验收值，因此可将6.0×10-12m2/s作为氯离子扩散系数控 制值。由于在步骤S1中，监测得到被测混凝土实体构件的侧表面的温度最小，在步骤S2中， 以被测混凝土实体构件的侧表面测得的温度代入
Figure BDA0002550698260000112
计算得到被 测混凝土实体构件的侧表层的等效龄期，在步骤S3中，将被测混凝土实体构件的侧表层的 等效龄期代入氯离子扩散系数-等效龄期关系式
Figure BDA0002550698260000113
中，得到被测混凝 土实体构件侧表层的氯离子扩散系数DT，因此在步骤S4中，将得到的被测混凝土实体构件 的侧表层的氯离子扩散系数DT与预存的氯离子扩散系数控制值，确定被测混凝土实体构件的 移运安装时间。
进一步地，步骤S4包括：
S41、比对计算得到的被测混凝土实体构件的氯离子扩散系数与预存的氯离子扩散系数 控制值；
S42、当前比对的氯离子扩散系数小于氯离子扩散系数控制值时，获取当前比对的氯离 子扩散系数对应的持续养护时间，以获得被测混凝土实体构件的移运安装时间。。
在上述步骤S41中，如表5所示，被测混凝土实体构件的侧表层的氯离子扩散系数中， 第一个出现的小于氯离子扩散系数控制值6.0×10-12m2/s的氯离子扩散系数是4.82×10-12m2/s， 而氯离子扩散系数4.82×10-12m2/s对应的养护时间为7天，则被测混凝土实体构件的移运安 装的时间可以设置为7天。本发明在不同的季节均适用，并可无损、准确的确定预制混凝土 实体构件的移运安装时间，加快预制混凝土实体构件的移运安装效率，提升预制场周转效率， 可减少预制场面积，并能有效保障跨海桥梁等基础设施的服役寿命，推广应用前景广泛。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：预测方法流程简单可靠，基于工程混凝土配 合比制备混凝土试件的测试数据拟合出氯离子扩散系数-等效龄期关系式，符合工程现场实 际情况，数据更为合理、准确；通过计算得到混凝土实体构件的等效龄期代入氯离子扩散系 数-等效龄期关系式中，反推混凝土实体构件的氯离子扩散系数，然后将混凝土实体构件的 实时氯离子扩散系数与设计要求的氯离子扩散系数控制值对比，可无损、准确的确定预制混 凝土实体构件的移运安装时间，加快预制混凝土实体构件的移运安装效率，提升预制场周转 效率，可减少预制场面积，并能有效保障跨海桥梁等基础设施的服役寿命，推广应用前景广 泛。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精 神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意 图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种混凝土实体构件移运安装时间的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取被测混凝土实体构件的当前温度；
根据获得的当前温度，确定被测混凝土实体构件的等效龄期；
根据确定得到的等效龄期，计算被测混凝土实体构件的氯离子扩散系数；
基于计算得到的氯离子扩散系数和预存的氯离子扩散系数控制值，确定被测混凝土实体构件的移运安装时间；其中，氯离子扩散系数控制值用于指示符合移运安装要求的混凝土实体构件对应的氯离子扩散系数。
2.根据权利要求1所述的混凝土实体构件移运安装时间的预测方法，其特征在于，所述根据确定得到的等效龄期，计算被测混凝土实体构件的氯离子扩散系数的步骤包括：
基于确定得到的等效龄期，通过预存的氯离子扩散系数-等效龄期关系式计算得到被测混凝土实体构件的氯离子扩散系数；
其中，氯离子扩散系数-等效龄期关系式的获取过程包括：
根据被测混凝土实体构件的制备材料和混凝土配合比制备若干组混凝土试件，分别采用不同的养护温度对若干组混凝土试件进行养护，确定每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离子扩散系数和等效龄期，基于每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离子扩散系数和等效龄期，拟合出氯离子扩散系数-等效龄期关系式。
3.根据权利要求2所述的混凝土实体构件移运安装时间的预测方法，其特征在于，所述氯离子扩散系数-等效龄期关系式的拟合过程包括：
根据被测混凝土实体构件的制备材料和混凝土配合比制备4组的混凝土试件，待混凝土试件初凝后，将4组混凝土试件分别放入到4个蒸煮箱中进行养护，其中，4个蒸煮箱中的养护水温分别设置为20±1℃、40±1℃、60±1℃和80±1℃；
在每组混凝土试件达到各个养护龄期的条件下，测试每组混凝土试件的氯离子扩散系数，并采用公式
Figure FDA0002550698250000011
计算出每组混凝土试件的等效龄期，其中te(Tr)为参考温度的Tr的等效龄期，单位h，Tr为参考温度，取293k，Ea为混凝土的表观活化能，取35kJ/mol，R为理想气体常数，T为蒸煮箱的养护水温，Δt为养护龄期，单位h，各个养护龄期包括3天、7天、14天和28天；
基于每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离子扩散系数和等效龄期，拟合出氯离子扩散系数-等效龄期关系式：
Figure FDA0002550698250000021
其中，A、B为拟合常数。
4.根据权利要求3所述的混凝土实体构件移运安装时间的预测方法，其特征在于，所述基于每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离子扩散系数和等效龄期，拟合出氯离子扩散系数-等效龄期关系式：
Figure FDA0002550698250000022
的步骤包括：
基于4组混凝土试件在各个养护龄期得到的氯离子扩散系数，在得到的氯离子扩散系数中任取一个氯离子扩散系数为参考氯离子扩散系数；
将4组混凝土试件在各个养护龄期得到的氯离子扩散系数分别与参考氯离子扩散系数相除得到每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离子扩散系数比；
基于每组混凝土试件在各个养护龄期得到的氯离子扩散系数比和等效龄期，拟合出氯离子扩散系数-等效龄期关系式：
Figure FDA0002550698250000023
其中DT为等效龄期为te时的氯离子扩散系数，DT0为参考氯离子扩散系数，te为等效龄期，A、B为拟合常数。
5.根据权利要求4所述的混凝土实体构件移运安装时间的预测方法，其特征在于，所述基于4组混凝土试件在各个养护龄期得到的氯离子扩散系数，在得到的氯离子扩散系数中任取一个氯离子扩散系数为参考氯离子扩散系数的步骤包括：
基于4组混凝土试件在各个养护龄期得到的氯离子扩散系数，选取混凝土试件在20±1℃水温中养护28天的条件下测得的氯离子扩散系数为参考氯离子扩散系数。
6.根据权利要求1所述的混凝土实体构件移运安装时间的预测方法，其特征在于，所述获取被测混凝土实体构件的当前温度的步骤包括：
获取埋设在被测混凝土实体构件内的若干温度监测探头检测得到的温度数据；
将获得的所有温度数据中值最小的温度数据作为被测混凝土实体构件的当前温度。
7.根据权利要求1所述的混凝土实体构件移运安装时间的预测方法，其特征在于，所述根据获得的当前温度，确定被测混凝土实体构件的等效龄期的步骤包括：
获取被测混凝土实体构件的当前持续养护时间；
基于当前温度和当前持续养护时间，通过公式
Figure FDA0002550698250000031
中计算得到被测混凝土实体构件的等效龄期，其中te(Tr)为参考温度的Tr的等效龄期，单位h，Tr为参考温度，取293k，Ea为混凝土的表观活化能，取35kJ/mol，R为理想气体常数，T为被测混凝土实体构件的当前温度，Δt为被测混凝土实体构件的当前持续养护时间，单位h。
8.根据权利要求7所述的混凝土实体构件移运安装时间的预测方法，其特征在于，所述基于计算得到的氯离子扩散系数和预存的氯离子扩散系数控制值，确定被测混凝土实体构件的移运安装时间的步骤包括：
比对计算得到的被测混凝土实体构件的氯离子扩散系数与预存的氯离子扩散系数控制值；
当前比对的氯离子扩散系数小于氯离子扩散系数控制值时，获取当前比对的氯离子扩散系数对应的持续养护时间，以获得被测混凝土实体构件的移运安装时间。
9.根据权利要求1所述的混凝土实体构件移运安装时间的预测方法，其特征在于，所述氯离子扩散系数-等效龄期关系式的获取过程还包括：
获取被测混凝土实体构件的构件信息，判断预设的数据库中是否存在与获取的构件信息对应的氯离子扩散系数-等效龄期关系式，其中构件信息包括被测混凝土实体构件的若干制备材料名称和混凝土配合比；
若存在，则根据被测混凝土实体构件的构件信息，在数据库中获取对应的氯离子扩散系数-等效龄期关系式；
所述根据被测混凝土实体构件的制备材料和混凝土配合比制备若干组混凝土试件，分别采用不同的养护温度对若干组混凝土试件进行养护，确定每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离子扩散系数和等效龄期，基于每组混凝土试件在各个养护龄期的氯离子扩散系数和等效龄期，拟合出氯离子扩散系数-等效龄期关系式的步骤，在预设的数据库中未存在与获取的构件信息对应的氯离子扩散系数-等效龄期关系式时执行。
10.根据权利要求9所述的混凝土实体构件移运安装时间的预测方法，其特征在于，所述氯离子扩散系数-等效龄期关系式的获取过程还包括：
将被测混凝土实体构件的构件信息与拟合得到的氯离子扩散系数-等效龄期关系式关联保存在数据库中。
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