CN115034079B - 确定含钢渣骨料的混凝土结构安全性的方法 - Google Patents

确定含钢渣骨料的混凝土结构安全性的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115034079B
CN115034079B CN202210725113.2A CN202210725113A CN115034079B CN 115034079 B CN115034079 B CN 115034079B CN 202210725113 A CN202210725113 A CN 202210725113A CN 115034079 B CN115034079 B CN 115034079B
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel slag
concrete
test piece
inspection
aggregate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210725113.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115034079A (zh
Inventor
易桂香
高鹏飞
陈浩
高涛
韩腾飞
李晓东
席向东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group
MCC Inspection and Certification Co Ltd
Original Assignee
Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group
MCC Inspection and Certification Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group, MCC Inspection and Certification Co Ltd filed Critical Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group
Priority to CN202210725113.2A priority Critical patent/CN115034079B/zh
Publication of CN115034079A publication Critical patent/CN115034079A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115034079B publication Critical patent/CN115034079B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/08—Thermal analysis or thermal optimisation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/12—Timing analysis or timing optimisation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)

Abstract

本发明实施例提供一种确定含钢渣骨料的混凝土结构安全性的方法，属于建筑结构性能诊治技术领域。所述方法包括：首先检查混凝土结构表面的爆裂损伤点并根据其分布划分检验批，并对每个检验批进行如下操作：钻取多个混凝土芯样；逐一分离混凝土芯样中的钢渣骨料并计算钢渣骨料取代普通混凝土骨料的替代率；根据替代率数值制作砂浆棒试件并对其进行膨胀率观测，得到最大膨胀率；根据最大膨胀率和混凝土结构的配合比资料计算混凝土体积增量；根据体积增量和线膨胀系数计算等效温度荷载，建立房屋结构的整体的三维模型并对其施加设计荷载和等效温度荷载进行仿真计算，根据计算结果确定混凝土结构构件的承载力是否满足预设要求。

Description

确定含钢渣骨料的混凝土结构安全性的方法
技术领域
本发明涉及建筑结构性能诊治技术领域，具体地涉及一种确定含钢渣骨料的混凝土结构安全性的方法。
背景技术
近年来我国建筑结构损伤屡见不鲜，其中商品混凝土粗骨料中混入工业冶金产生的钢渣替代普通粗骨料的现象时有发生。由于钢渣中含有f-CaO，遇水反应生成Ca(OH)2后体积膨胀，因此掺有钢渣的混凝土结构构件常常在建筑施工或使用过程出现表面散状无规律分布的点爆裂损伤现象。
混凝土结构构件的点状爆裂损伤会影响结构安全，随着爆点不间断、无规律的出现，可能严重影响建筑的正常使用。然而当前建筑结构性能评价与诊治技术领域，对于掺有钢渣骨料混凝土结构的安全性性的鉴定和诊治均针对建筑的现状，不能对剩余设计使用年限内结构的长期安全性能进行鉴定和诊治，亦无法预测该类混凝土结构在未来的目标使用期内是否存在安全隐患，如将房屋进行整体拆除则会造成巨大的经济损失。
因此，简便、准确、有效、通用的对既有钢渣混凝土房屋结构进行长期安全性能鉴定和诊治方法成为本技术领域急需解决问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种方法，该方法适用于确定掺有钢渣骨料的既有混凝土建筑结构在目标使用期内能否安全使用，并确定其整体长期安全性能。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种确定含钢渣骨料的混凝土结构安全性的方法，该方法包括：
步骤1：检查所述混凝土结构的各构件表面的爆裂损伤点，根据所述爆裂损伤点的分布划分检验批，并对每个所述检验批钻取多个混凝土芯样；
步骤2：对每一所述检验批，逐一分离所述混凝土芯样中的钢渣骨料，并计算所述钢渣骨料取代普通混凝土骨料的替代率，其平均值记为wi％，最大值记wmax％；
步骤3：根据各所述检验批的所述钢渣骨料取代普通混凝土骨料的替代率数值wi％和wmax％制作砂浆棒试件，并对所述砂浆棒试件的膨胀率进行观测，进而得出对应的所述检验批的最大膨胀率，记为xi％；
步骤4：根据各所述检验批的所述最大膨胀率xi％和所述混凝土结构的配合比资料计算单位体积混凝土体积增量，并记为Vi；
步骤5：根据各所述检验批的所述混凝土体积增量Vi和所述混凝土线膨胀系数计算各所述检验批中所述钢渣骨料的等效温度变化值，记为
Figure GDA0004078058920000022
步骤6：建立所述混凝土结构的三维计算模型，对所述三维计算模型施加设计荷载和等效温度荷载并进行仿真计算，以确定混凝土结构构件的承载力是否满足预设要求，其中所述等效温度荷载由各所述检验批中所述钢渣骨料的等效温度变化值
Figure GDA0004078058920000021
计算得到，
其中，i为所述检验批的序号。
可选的，所述步骤1中还包括：对所述混凝土结构的构件进行分类和统计，得到各类构件单位面积的平均爆点数量，并将浇筑日期相近和/或爆点数量相近和/或相邻的同类构件划分为同一检验批。
可选的，所述步骤2中根据所述混凝土芯样的质量及混凝土配合比，计算所述混凝土芯样中的粗骨料总质量，再计算分离出的所述钢渣的质量占所述粗骨料总质量的质量百分比，即为对应所述混凝土芯样的所述钢渣取代普通混凝土骨料的替代率。
进一步的，通过以下标准步骤实现所述步骤3：
步骤3.1：处理每个所述检验批分离出的所述钢渣骨料，得到对应所述检验批的钢渣砂；
步骤3.2：利用所述步骤3.1得到的所述钢渣砂和水、水泥、砂按照预定比例制作所述砂浆棒试件，包括空白对照组和钢渣砂试件组，其中所述砂浆棒试件的所述钢渣砂掺量记为wmax％；
步骤3.3：所有所述砂浆棒试件成型后放入预定温度和湿度环境中养护预定时长后脱模并测量所述砂浆棒试件初始长度，然后将所述砂浆棒试件置于预定恒温环境中养护；
步骤3.4：跟踪观察所述砂浆棒试件膨胀率，按照预定的时间间隔注意测量所述砂浆棒试件长度，直至所述砂浆棒试件长度稳定后计算所述砂浆棒试件的最大膨胀率，所述空白对照组试件的平均膨胀率记为v1％(膨胀为正，收缩为负)，所述钢渣砂试件组的膨胀率记为v2％；
步骤3.5：对所述钢渣砂试件组，计算钢渣膨胀率xi％。
可选的，所述计算钢渣膨胀率x％为根据体积等量关系：(1-vs)*(1+v1％)+vs*(1+xi％)＝1*(1+v2％)计算得到，其中vs是假定所述钢渣砂试件组中的所述砂浆棒试件的所述钢渣砂与所述标准砂的总体积为1时，所述钢渣砂所占的体积。
优选的，所述预定的时间间隔为3天、7天、14天、21天、28天、35天、42天；所述预定温度和湿度环境为温度17℃-23℃范围内，湿度95％以上；所述预定时长为22小时-26小时；所述预定恒温环境为78℃-82℃范围内。
可选的，所述砂浆棒试件的尺寸为25mm×25mm×280mm，所述水泥采用符合现行国家标准规范的普通硅酸盐水泥，所述砂为标准砂。
优选的，所述步骤4中根据以下公式计算所述混凝土的体积增量Vi：
Vi＝m骨×wi％×xi％/(1000×ρ)
其中，m骨为单位体积(1m3)的所述混凝土结构中所含的粗骨料质量，ρ为所述混凝土结构中游离氧化钙的密度(g/cm3)。
优选的，所述步骤5中所述混凝土体积增量等效为材料的温度变化时，先将体积膨胀量转化为线膨胀量，并计算其线膨胀系数α，所述
Figure GDA0004078058920000042
根据如下公式计算得到：
Figure GDA0004078058920000041
其中，Vi％表示单位体积混凝土体积增量的百分数。
可选的，所述步骤6中对于相同所述检验批内的同类构件设定相同所述等效温度荷载，所述预设要求为设计规范要求。
通过上述技术方案，先采集待确定的混凝土结构的芯样，然后对采集的芯样进行未来使用环境的模拟实验和观测，考虑设计荷载和膨胀源膨胀的等效温度荷载，确定所述混凝土结构件的承载力是否符合预设要求，能够通用于确定含有钢渣骨料的既有混凝土结构在整个后续使用中是否存在安全隐患。如果钢渣体积膨胀对整体安全无影响，则通过正常维修恢复使用功能即可，避免整体拆除带来的巨大经济损失。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明第一实施例的流程图；以及
图2是本发明第二实施例试件制作要求图表。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
本发明的一个实施例的实施流程如图1所示，为确定一个含钢渣骨料的既有混凝土建筑结构的长期安全性能，进行如下步骤：
步骤101：现状调查、检验批划分、混凝土取芯。
对损伤楼层的混凝土构件爆裂损伤现状进行详细调查，将单位面积爆点数量相近、浇筑日期相近的相邻楼层划分为同一检验批，每个检验批钻取多个混凝土芯样；
步骤102：钢渣含量测试。
各检验批芯样逐一称重后借助压力试验机轻压，将芯样破拆并分离钢渣骨料，钢渣称重，根据混凝土配合比资料计算各芯样的粗骨料质量，进而计算钢渣骨料替普通粗骨料的替代率，求出各检验批所有芯样中钢渣取代正常粗骨料的平均替代率，即钢渣含量。
步骤103：膨胀源膨胀率测试及计算。
分别制作不含钢渣砂的对照组试件及以各检验批中钢渣的最大含量替代普通砂的钢渣砂试件3组，80℃±2℃的恒温水浴箱中恒温养护定期进行试件膨胀率测试，试件膨胀趋稳后即可计算钢渣膨胀率，该膨胀率即为目标使用期内钢渣的膨胀率。
可以理解的是，钢渣砂替代普通砂的替代率为各检验批中钢渣的最大含量是为了最严格意义上模拟该混凝土建筑结构的膨胀率而做的选择，实际实施中也可以采用各检验批中钢渣的平均含量或采用平均含量到最大含量之间的经验比例数值作为钢渣砂替代普通砂的替代率。
在具体实施中，在预算范围以内可以制作3组以上的试制件，以更大概率上获得更接近膨胀率实际值。另外，恒温水浴箱的温度设置和试件膨胀趋稳所用的时间并非严格按照本说明书公布的数据实施，可以根据混凝土建筑实际建设环境和观测数值变化曲线确定。
步骤104：混凝土体积增量计算。
根据前述已知的各检验批钢渣骨料含量，目标使用年限内钢渣的膨胀率，计算各检验批单位体积混凝土在设计使用年限内的体积增量。
步骤105：等效温度变化计算。
根据混凝土线膨胀系数，将各检验批混凝土的体积增量通过线膨胀系数等效为混凝土材料的温度变化量。
步骤106：结构安全性分析计算
采用通用的结构设计软件建立房屋结构三维计算模型，考虑各检验批楼层由于钢渣中游离氧化钙膨胀反应的等效温度荷载(步骤105所得)，对房屋结构进行整体计算分析，根据计算结果确认承载力是否满足要求，进而对房屋整体安全性能进行评价。
通过本实施例所采用的方法，根据现场调查、试验分析、结构计算实现对钢渣混凝土既有结构的长期安全性能评价。即首先对含有钢渣骨料的既有混凝土结构进行现状损伤调查，根据构件爆裂损伤严重程度并结合浇筑日期划分若干检验批，对不同检验批楼层钻取大量混凝土芯样。将各检验批芯样进行破拆并分离钢渣骨料，测定各检验批混凝土中的钢渣平均含量后，采用钢渣制作膨胀率测试试件，高温水浴养护定期测试试件膨胀率，试件膨胀趋稳后根据实测空白对照组试件及钢渣试件膨胀率计算膨胀源膨胀率，进而计算由于钢渣完全膨胀而导致的单位体积混凝土体积增量，将单位体积混凝土的体积增量通过线膨胀系数等效为温度荷载，采用结构计算软件建立结构三维模型，分别考虑各检验批混凝土构件的等效温度荷载，对结构承载力进行整体计算分析，根据计算结果确定对房屋结构的整体安全性，能够形成该房屋结构长期安全性能的评价并以此为依据制定维修计划。
以下介绍本发明的另一实施例。
(一)混凝土检验批划分
对发生损伤的混凝土结构构件表面爆裂损伤点的现场调查，分别详细记录各楼层水平、竖向构件的爆点数量，将爆点数量相近相邻楼层混凝土，划分为同一检验批，对不同检验批楼层的混凝土构件钻取大量混凝土芯样，各检验批、各类构件取芯数量不宜小于12个。
(二)钢渣含量测试
将各批次的所有混凝土芯样破拆，分离出钢渣，通过称量芯样质量、钢渣质量及查阅混凝土配合比资料，计算钢渣取代普通粗骨料的替代率，第i个检验批的所有芯样中的钢渣平均含量(即钢渣取代普通粗骨料的替代率)记作wi％。，所有检验批中钢渣最大含量为wmax％。
(三)膨胀源含量测试
一般情况下，钢渣中有一部分氧化钙虽然以游离态的形式存在，但常温下很难或不与水发生反应，钢渣中可与发生反应的有效活性氧化钙(f-CaO)称为膨胀源。钢渣中氧化钙的含量可通过仿制和模拟使用环境并进行定期观测的方法测得。
本实施例将各检验批分离出的钢渣与标准砂、水泥混合制成砂浆棒，采用高温水浴养护并对砂浆棒膨胀率进行定期观测，进而换算出膨胀源的最大膨胀率。其过程如下：
a)钢渣砂制作。各检验批分离出的钢渣骨料混合、破碎、洗净烘干，按照砂级配要求过筛(破碎后的钢渣称为钢渣砂)。
b)试件制作。按照一定的水泥与砂的质量比、一定的水灰比制作一定尺寸的砂浆棒试件，试件一般尺寸为25mm×25mm×280mm(与现行国家标准规范中的试件尺寸一致，方便养护及膨胀率观测)，水泥采用符合现行国家标准规范的普通硅酸盐水泥，砂为标准砂，试件制作要求如图2所示。
c)试件养护。试件成型完毕后，放入温度为20℃±3℃，湿度95％以上的养护室中或养护箱中，养护24小时±2小时后，脱模，立即测试处读数；初读数测量完毕，将试件完全浸泡在装有自来水的密封的养护筒中，将养护筒放人温度保持在80℃±2℃的恒温水浴箱中恒温养护。
d)试件膨胀率测试。基准读数测试完毕后3天、7天、21天、28天…
分别进行试件长度测试，计算试件膨胀率，直至试件膨胀稳定，一般情况下42天后试件长度变化趋稳。假定试件长度变化稳定后，空白对照组的膨胀率为v1％(膨胀为正，收缩为负)，钢渣砂试件组的膨胀率为v2％。
e)钢渣膨胀率计算。假定钢渣砂试件中，钢渣砂与标准砂的总体积为1，钢渣的膨胀率设为x％，根据体积等量关系求解如下公式可得钢渣的膨胀率x％：(1-vs)*(1+v1％)+vs*(1+x％)＝1*(1+
v2％)计算得到，其中vs是假定所述钢渣砂试件组中的所述砂浆棒试件的所述钢渣砂与所述标准砂的总体积为1时，所述钢渣砂所占的体积。
可以理解的是，前述制作砂浆棒并定期观测的过程中，对于温度、湿度、观测间隔时间、砂浆棒制作规格等数据可以根据所要确定的建筑使用环境等实际条件灵活选取，并不限于本实施例采取的数值范围。
(四)单位体积混凝土体积增量计算
游离氧化钙水化生成氢氧化钙时，体积膨胀。根据配合比资料可计算各检验批单位体积(1m3)混凝土所含的粗骨料质量，记为m骨(kg)，游离氧化钙的密度记为ρ(g/cm3)。各检验批单位体积(1m3)混凝土中活性游离氧化钙完全反应后，第i个检验批混凝土的体积增量为记为Vi(％)，可通过以下公式计算Vi：
Vi＝m骨×wi％×x％/(1000×ρ)
(五)等效温度变化值计算
该步骤将各检验批混凝土的体积增量通过线膨胀系数等效为混凝土材料的温度变化量。
混凝土线膨胀系数记为α，温度变化值记为
Figure GDA0004078058920000092
则
Figure GDA0004078058920000091
(六)结构安全性分析计算
采用通用的结构设计软件建立房屋结构三维计算模型，除原设计荷载外，需对各检验批混凝土施加等效的温度荷载，即按各检验批混凝土的等效温度变化值
Figure GDA0004078058920000093
在计算模型中分别对各检验批混凝土施加温度荷载后，运行计算程序，计算施加等效温度荷载后各楼层承重混凝土构件的承载力，根据计算结果确认承载力是否满足要求，进而对房屋结构整体安全性能进行评价。
需要特别说明的是，在本实施例步骤(一)中水平构件即梁、板类构件，竖向构件即墙、柱类构件，对各楼层各构件的爆点数量进行详细调查，求得各楼层中各类构件单位面积的平均爆点数量，据此将浇筑日期相近，爆点数量相近的相邻楼层中同类构件划分为同一检验批。后续分析、评价针对不同检验批进行。
在本实施例步骤(二)中的钢渣含量，即为同一检验批中各个混凝土芯样中钢渣替代普通粗骨料的替代率，亦即各芯样中钢渣质量所占粗骨料的质量百分比。根据芯样质量及混凝土配合比，可求得一个芯样中的粗骨料总质量，根据破拆分离出的钢渣质量，即可求得每个芯样中的钢渣含量。
在本实施例步骤(三)中的物理试验方法，为标准规范中通常采用的试验方法。旨在通过试验中对照组及钢渣砂试件组的实测试件平均膨胀率，换算目标使用期内钢渣的最大膨胀率。
在本实施例步骤(五)中混凝土体积增量等效为材料的温度变化时，需先将体积膨胀量转化为线膨胀量。
在本实施例步骤(六)中的等效温度荷载，分别针对不同检验批楼层的不同构件施加，即相同检验批内的同类构件，等效温度荷载相同；承载力是否满足要求，主要确认构件承载力是否满足建造当时设计规范的相关要求。
本实施例的技术优势与上一实施例相同，此处不再赘述。
需要说明的是，本说明书所公布的实施例中的实施参数可根据所要确定的建筑使用环境等实际条件灵活选取，并不限于本实施例采取的数值范围；具体实施步骤也可以根据实际情况进行组合或根据建筑行业实施规范或标准进行调整，以满足实际需要。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种确定含钢渣骨料的混凝土结构安全性的方法，包括：
步骤1：检查所述混凝土结构的各构件表面的爆裂损伤点，根据所述爆裂损伤点的分布及严重程度划分检验批，并对每个所述检验批钻取多个混凝土芯样；
步骤2：对每一所述检验批，逐一分离所述混凝土芯样中的钢渣骨料，并计算所述钢渣骨料取代普通混凝土骨料的替代率，其平均值记为wi％，最大值记wmax％；
步骤3：根据各所述检验批的所述钢渣骨料取代普通混凝土骨料的替代率数值wi％和wmax％制作砂浆棒试件，并对所述砂浆棒试件的膨胀率进行观测，进而得出对应的所述检验批的最大膨胀率，记为xi％；
步骤4：根据各所述检验批的所述最大膨胀率xi％和所述混凝土结构的配合比资料计算单位体积混凝土体积增量，并记为Vi；
步骤5：根据各所述检验批的所述混凝土体积增量Vi和所述混凝土线膨胀系数计算各所述检验批中所述钢渣骨料的等效温度变化值，记为
Figure FDA0004078058910000012
步骤6：建立所述混凝土结构的三维计算模型，对所述三维计算模型施加设计荷载和等效温度荷载并进行仿真计算，以确定混凝土结构构件的承载力是否满足预设要求，其中所述等效温度荷载由各所述检验批中所述钢渣骨料的等效温度变化值
Figure FDA0004078058910000011
计算得到，
其中，i为所述检验批的序号；以及
通过以下标准步骤实现所述步骤3：
步骤3.1：处理每个所述检验批分离出的所述钢渣骨料，得到对应所述检验批的钢渣砂；
步骤3.2：利用所述步骤3.1得到的所述钢渣砂和水、水泥、砂按照预定比例制作所述砂浆棒试件，包括空白对照组和钢渣砂试件组，其中所述砂浆棒试件的所述钢渣砂掺量记为wmax％；
步骤3.3：所有所述砂浆棒试件成型后放入预定温度和湿度环境中养护预定时长后脱模并测量所述砂浆棒试件初始长度，然后将所述砂浆棒试件置于预定恒温环境中养护；
步骤3.4：跟踪观察所述砂浆棒试件膨胀率，按照预定的时间间隔注意测量所述砂浆棒试件长度，直至所述砂浆棒试件长度稳定后计算所述砂浆棒试件的最大膨胀率，所述空白对照组试件的平均膨胀率记为v1％，所述钢渣砂试件组的膨胀率记为v2％；
步骤3.5：对所述钢渣砂试件组，计算钢渣膨胀率xi％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中还包括：对所述混凝土结构的构件进行分类和统计，得到各类构件单位面积的平均爆点数量，并将浇筑日期相近和/或爆点数量相近和/或相邻的同类构件划分为同一检验批。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中根据所述混凝土芯样的质量及混凝土配合比，计算所述混凝土芯样中的粗骨料总质量，再计算分离出的所述钢渣的质量占所述粗骨料总质量的质量百分比，即为对应所述混凝土芯样的所述钢渣取代普通混凝土骨料的替代率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述计算钢渣膨胀率xi％为根据体积等量关系：(1-vs)*(1+v1％)+vs*(1+xi％)＝1*(1+v2％)计算得到，其中vs是假定所述钢渣砂试件组中的所述砂浆棒试件的所述钢渣砂与所述标准砂的总体积为1时，所述钢渣砂所占的体积。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述预定的时间间隔为3天、7天、14天、21天、28天、35天、42天；
所述预定温度和湿度环境为温度17℃-23℃范围内，湿度95％以上；
所述预定时长为22小时-26小时；
所述预定恒温环境为78℃-82℃范围内。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述砂浆棒试件的尺寸为25mm×25mm×280mm，所述水泥采用符合现行国家标准规范的普通硅酸盐水泥，所述砂为标准砂。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中根据以下公式计算所述混凝土的体积增量Vi：
Vi＝m骨×wi％×xi％/(1000×ρ)
其中，m骨为单位体积的所述混凝土结构中所含的粗骨料质量，ρ为所述混凝土结构中游离氧化钙的密度。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5中所述混凝土体积增量等效为材料的温度变化时，先将体积膨胀量转化为线膨胀量，并计算其线膨胀系数α，所述
Figure FDA0004078058910000031
根据如下公式计算得到：
Figure FDA0004078058910000032
其中，Vi％表示单位体积混凝土体积增量的百分数。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6中对于相同所述检验批内的同类构件设定相同所述等效温度荷载，所述预设要求为设计规范要求。
CN202210725113.2A 2022-06-23 2022-06-23 确定含钢渣骨料的混凝土结构安全性的方法 Active CN115034079B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210725113.2A CN115034079B (zh) 2022-06-23 2022-06-23 确定含钢渣骨料的混凝土结构安全性的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210725113.2A CN115034079B (zh) 2022-06-23 2022-06-23 确定含钢渣骨料的混凝土结构安全性的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115034079A CN115034079A (zh) 2022-09-09
CN115034079B true CN115034079B (zh) 2023-04-18

Family

ID=83126216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210725113.2A Active CN115034079B (zh) 2022-06-23 2022-06-23 确定含钢渣骨料的混凝土结构安全性的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115034079B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116026723A (zh) * 2023-02-13 2023-04-28 南京中建八局智慧科技有限公司 一种混凝土综合检测设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105300795A (zh) * 2014-06-18 2016-02-03 上海宝冶钢渣综合开发实业有限公司 一种钢渣制品稳定性的检测方法
CN110442922A (zh) * 2019-07-15 2019-11-12 郑州大学 不锈钢筋混凝土细观数值模型的建立方法
CN112858646A (zh) * 2021-01-20 2021-05-28 同济大学 一种快速判断岩石集料碱硅酸反应活性的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5336909B2 (ja) * 2009-04-08 2013-11-06 東日本高速道路株式会社 コンクリートの膨張予測方法
JP2011095115A (ja) * 2009-10-30 2011-05-12 Denki Kagaku Kogyo Kk 体積変化率及び／又は長さ変化率を測定する方法
CN111233413B (zh) * 2020-01-15 2022-03-11 安徽工业大学 一种高膨胀能钢渣混凝土及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105300795A (zh) * 2014-06-18 2016-02-03 上海宝冶钢渣综合开发实业有限公司 一种钢渣制品稳定性的检测方法
CN110442922A (zh) * 2019-07-15 2019-11-12 郑州大学 不锈钢筋混凝土细观数值模型的建立方法
CN112858646A (zh) * 2021-01-20 2021-05-28 同济大学 一种快速判断岩石集料碱硅酸反应活性的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115034079A (zh) 2022-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080221815A1 (en) Method and System for Concrete Quality Control Based on the Concrete's Maturity
CN111241719B (zh) 一种施工现场混凝土实际强度测算方法
CN115034079B (zh) 确定含钢渣骨料的混凝土结构安全性的方法
Diab et al. Changes in mechanical properties and durability indices of concrete undergoing ASR expansion
US20060058904A1 (en) Method and system for concrete quality control based on the concrete's maturity
Sayahi Plastic shrinkage cracking in concrete
Moayedian et al. Stress-strain relationships for scaled gypsum mortar and cement mortar brick masonry
CN115130179B (zh) 确定含钢渣骨料的混凝土结构安全性的方法
CN107848886A (zh) 具有自粗化特性的自密实混凝土结构
CN114595552B (zh) 一种基于曲线组合梁模型的混凝土精度管控系统
Irrigaray et al. A new approach to estimate compressive strength of concrete by the UPV method
JP7461708B2 (ja) 膨張ひずみの測定方法
Poyet et al. Analysis of water transport in unsaturated conditions: Comparison between labcrete and fieldcrete
Azeez et al. Evaluation of the compressive strength of hybrid clay bricks
CN110516405B (zh) 硅酸盐水泥基胶凝材料体系水化热无假定预测模型的构建方法
Ferche Behaviour and Modelling of ASR-Affected Shear-Critical Reinforced Concrete Structures
Quadri et al. Assessment of the mechanical properties of some selected sandcrete hollow blocks in Kogi State
Stacey Evaluation of ASTM C 494 procedures for polycarboxylate admixtures used in precast concrete elements
Martínez-Loaiza et al. Variations in Mass and Resistance Due to Accelerated Weathering Effects in Concrete Specimens Used in Low-income Housing
Zahedi Rezaieh Evaluating ASR Physicochemical Process under Distinct Restraint Conditions for a Better Assessment of Affected Concrete Infrastructure
Serra Prediction of dam concrete structural properties based on wet-screened test results and mesoscale modelling
Curra et al. Application of the maturity method to reinforced concrete roof slabs
Falchetto et al. Strength size effect on small asphalt mixture specimens at low temperature
CN117789866A (zh) 一种用于混凝土工作性能的评估方法及系统
Baftechi Comparison of Mechanical Properties of Concretes under Various Curing Regimes

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Yi Guixiang

Inventor after: Gao Pengfei

Inventor after: Chen Hao

Inventor after: Gao Tao

Inventor after: Han Tengfei

Inventor after: Li Xiaodong

Inventor after: Xi Xiangdong

Inventor before: Gao Pengfei

Inventor before: Yi Guixiang

Inventor before: Chen Hao

Inventor before: Gao Tao

Inventor before: Han Tengfei

Inventor before: Li Xiaodong

Inventor before: Xi Xiangdong

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant