装配式混凝土结构中封浆料灌浆料强度的预测方法

技术领域

本发明涉及装配式混凝土结构技术领域，特别涉及一种装配式混凝土结构中封浆料灌浆料强度的预测方法。

背景技术

装配式混凝土结构的预制构件采用套筒灌浆连接时，采用多层集中灌浆和同层即时灌浆两种方式。

多层集中灌浆，即两层以上竖向的预制构件吊装就位，在边缘构件完成混凝土浇筑之后，再对水平接缝进行有效封堵，最后进行集中灌浆作业。其优势在于：封浆料和灌浆料可养护时间长；施工节奏紧凑，不会影响工期。其劣势在于：影响预制构件底部接缝处的受力；施工过程中发现问题后难以处理；斜撑需求量大；斜撑排架同时处于同一楼层内，导致施工作业空间小。

同层即时灌浆，即本层预制构件吊装就位并进行有效封堵，封浆料达到可承受灌浆压力的规定值后，立刻开展灌浆作业，当灌浆料强度达到35MPa后，进行对连接有扰动的后续施工。其优势在于：质量可控性强；斜撑需求量较小；作业空间较大，有利于施工现场操作。其劣势在于：封浆料及灌浆料养护龄期短，是否能及时达到规定强度，从而避免后续一系列的施工扰动对连接质量的影响，可能存在施工等待时间，从而影响工期。

同层即时灌浆较多层集中灌浆的优势更加明显，前提条件是封浆料和灌浆料的强度发展能够及时达到规定强度。现有封浆料灌浆料的强度评估方法是：当同条件养护试块达到规定的抗压强度后，方可实施后续施工。然而，封浆料和灌浆料都是以水泥作为胶凝剂的水泥基材料，对温度敏感性较高，在施工现场不同工作温度条件下，强度发展速率必然不同，若准确、及时地评估现场环境下封浆料灌浆料的强度发展状态，必然需要大量的同条件养护试块，增加了工程成本，导致该强度评估方法的可行性不高。

发明内容

针对现有封浆料灌浆料的强度评估方法，不能及时准确地评估，施工现场不同温度条件下材料强度的发展状态的问题。本发明的目的是提供一种装配式混凝土结构中封浆料灌浆料强度的预测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种装配式混凝土结构中封浆料灌浆料强度的预测方法，步骤如下：

S1:通过试验建立养护相对湿度≥90％，三种养护温度下，所用材料的成熟度和养护强度之间的关系模型，三种养护温度分别为所用材料使用期间的最高温度、最低温度以及平均温度；

S2:建立所用材料水化反应活化能的拟合模型；

S3:计算在参考养护温度下，所用材料达到所需强度的养护龄期，公式如下：

S4:建立不同温度下，所用材料达到等效龄期所需养护时间的预测模型，如下：

其中，t

S为所用材料的养护强度；

S

T

k

t

E

T为所用材料的养护温度；

k

所述S

本发明的装配式混凝土结构中封浆料灌浆料强度的预测方法，在实验室中建立所用材料在三种养护温度下的成熟度和养护强度的关系，拟合出对应的水化反应活化能，结合装配式建筑工程所在地的月平均气温，估算出所用材料达到规定强度所需要的龄期，并制定合适的灌浆方式及作业流程，；由于建立了装配式混凝土结构中所用材料养护期间的强度、养护温度及龄期之间的关系模型，能够准确预测施工现场不同养护温度下，所用材料的强度发展情况，从而根据不同养护温度选择相适应的灌浆方式，并监测施工现场所用材料的强度发展状况，并做出及时、准确的评估，为该灌浆方式中的关键作业节点提供决策依据，保证了施工质量及施工速度，节省了施工成本；而且，在保证预制构件连接节点质量的同时，及时、有效地进行后续施工作业，减小扰动影响，提高生产效率。本发明尤其适用于使用灌浆套筒作为预制构件连接方式的装配式建筑结构的施工。

进一步的，所述步骤S1中，所用材料的成熟度和养护强度之间的关系模型，如下：

M＝k

其中，S为所用材料的养护强度；

S

M为所用材料的成熟度；

k

t为所用材料的养护龄期。

进一步的，所述步骤S2中，建立所用材料的水化反应活化能的拟合模型，如下:

/>

其中，A为频率因子，为常数；

R为气体常数，取8.314J/molK；

E

进一步的，所述步骤S1中，在楼层灌浆部位温度最低处放置温度记录仪，且与同条件养护试块位置一致。

进一步的，所述步骤S1中，在每种养护温度下，加载的温度测试点不少于6个，且设置于所用材料强度发展早期。

进一步的，它还包括步骤S4:当监测所用材料达到预期强度时，进行同条件养护试块的强度检测对比验证，验证强度值是否达标。

附图说明

图1为本发明的装配式混凝土结构中封浆料灌浆料强度的预测方法一实施例的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。

本实施例的装配式混凝土结构中封浆料灌浆料强度的预测方法，具体步骤如下：

S1:通过试验建立养护相对湿度≥90％，三种养护温度下，所用材料的成熟度和养护强度之间的关系模型，三种养护温度分别为所用材料使用期间的最高温度、最低温度以及平均温度；

S2:建立所用材料的水化反应活化能的拟合模型；

S3:计算在参考养护温度下，所用材料达到所需强度的养护龄期，公式如下：

S4:建立不同温度下，所用材料达到等效龄期所需养护时间的预测模型，如下：

其中，t

S为所用材料的养护强度；

S

T

k

t

E

T为所用材料的养护温度；

k

所述S

上述所用材料包括但不限于封浆料或灌浆料。

本发明的装配式混凝土结构中封浆料灌浆料强度的预测方法，在实验室中建立所用材料在三种养护温度下的成熟度和养护强度的关系，拟合出对应的水化反应活化能，结合装配式建筑工程所在地的月平均气温，估算出所用材料达到规定强度所需要的龄期，并制定合适的灌浆方式及作业流程，；由于建立了装配式混凝土结构中所用材料养护期间的强度、养护温度及龄期之间的关系模型，能够准确预测施工现场不同养护温度下，所用材料的强度发展情况，从而根据不同养护温度选择相适应的灌浆方式，并监测施工现场所用材料的强度发展状况，并做出及时、准确的评估，为该灌浆方式中的关键作业节点提供决策依据，保证了施工质量及施工速度，节省了施工成本；而且，在保证预制构件连接节点质量的同时，及时、有效地进行后续施工作业，减小扰动影响，提高生产效率。本发明尤其适用于使用灌浆套筒作为预制构件连接方式的装配式建筑结构的施工。

所述步骤S1中，所用材料的成熟度和养护强度之间的关系模型，如下：

M＝k

其中，S为所用材料的养护强度；

S

M为所用材料的成熟度；

k

t为所用材料的养护龄期。

所述步骤S2中，结合Arrhenius方程，及三种养护温度下所用材料的速率常数，回归出所用材料的水化反应活化能拟合模型，如下:

其中，A为频率因子，为常数；

R为气体常数，取8.314J/molK；

E

所述步骤S1中，实验室采取恒温养护，为准确监测施工现场所用材料的强度发展状态，在楼层灌浆部位温度较低处附近放置温度记录仪，且与同条件养护试块位置一致，用于获取该位置的实时温度数据。

所述步骤S1中，在每种养护温度下，所用材料的成熟度和养护强度的关系模型建立过程中，加载的温度测试点不少于6个，且应更多分布在所用材料强度发展早期。

本发明的装配式混凝土结构中封浆料灌浆料强度的预测方法，还包括步骤S4:当监测所用材料达到预期强度时，进行同条件养护试块的强度检测对比验证，验证强度值是否达标，使得灌浆后续施工作业有序进行，同时保证灌浆连接之后的后续施工不影响连接质量。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求范围。