【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水工混凝土耐久性，尤其是涉及一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法。
技术介绍
1、混凝土作为一种普遍使用的建筑材料，在建筑行业中占据着举足轻重的地位。据2022年的数据显示，中国的商品混凝土产量高达32.93亿立方米。在混凝土的制备过程中，不可或缺的骨料通常来源于自然界，如沙子、碎石和砾石等。随着世界的发展和人口的激增，老旧的建筑被不断拆除，以便为新建筑的建设腾出空间。在拆除旧建筑的过程中必然会产生大量的建筑废弃物，而妥善处理这些建筑废弃物是一项艰巨的任务，它需要大量的管理和财政资源。公众对建筑废弃物资源化利用的关注日益增强。通过将建筑废弃物回收利用转化为生产混凝土的原料不仅能够减少对自然资源的开采压力，还能显著降低被送往垃圾填埋场的废弃物数量。
2、再生粗骨料混凝土是指将旧建筑物或结构物解体后的混凝土经过破碎、分级处理，得到的再生粗骨料(rca)用于部分或全部替代天然粗骨料(nca)，进而配制而成的一种混凝土。再生混凝土的利用有助于减少对自然资源的开采，降低建筑垃圾对环境的影响，是一种环保且具有可持续发展意义的建筑材料。自密实混凝土(scc)是一种具有高流动性、均匀性和稳定性的混凝土，它能够在没有外部振动的情况下，依靠自身重力流动并填充模板中的所有角落，实现均匀密实。scc被认为是现代建筑材料领域最大的进步之一。再生粗骨料自密实混凝土(rcascc)是利用废弃混凝土制成的rca替代nca配制的具有scc诸多优点的新型绿色混凝土。rcascc能实现废弃混凝土的回收再利用。将rc
3、位于中国东北、华北及西北地区的水工建筑物面临着复杂的服役条件，这主要是由于该地区冬季严寒且漫长，夏季则温差和湿度变化显著，加之河流、地下水和土壤中硫酸盐离子浓度较高所致。水工建筑物因长期受到盐离子侵蚀和冻融循环的双重影响，其长期稳定性和效能受到威胁。盐离子侵蚀和冻融循环被认为是导致水工建筑物性能恶化的两个主要因素，这一问题引起了工程研究界的广泛关注，如实现再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测是解决该问题的关键。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，旨在解决客观确定评价指标不全面、处理信息不明确或数据不足，导致模型构建面临挑战，包括准确性不足、泛化能力有限、精确度不高、适用性有限以及处理多因素协调能力弱的问题。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术提供一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，包括以下步骤：
4、s1：基于再生粗骨料自密实混凝土的抗硫酸盐冻融性能、动弹性模量、抗压强度和劈拉强度的质量，计算耐久性综合评价指标，并分析该指标随再生粗骨料取代率、冻融环境及耦合作用次数的变化规律；
5、s2：利用s1得到的耐久性综合评价指标，采用灰色系统理论中的gm(1,1)模型，包括egm、odgm、edgm、dgm四种形式，对rcascc在硫酸盐冻融作用后的耐久性进行中长期预测，得到各模型的预测值；
6、s3：参照模型精度评定标准，对gm(1,1)模型的四种形式进行精度等级评定，选取精度符合要求的模型预测再生粗骨料自密实混凝土在硫酸盐冻融作用后的耐久性变化；
7、s4：以耐久性综合评价指标降至预设值作为再生粗骨料自密实混凝土失效的标准，计算再生粗骨料自密实混凝土在目标地区室外环境下受到硫酸盐冻融作用后的服役寿命。
8、其中：
9、egm(exponential grey model)：指数灰色模型。
10、odgm(one-variable differential grey model)：单变量微分灰色模型。
11、edgm(economic development grey model)：经济发展灰色模型。
12、dgm(differential grey model)：微分灰色模型。
13、进一步地，初始耐久性指标矩阵的形式如下：
14、
15、其中，a＝[aij]uv是初始耐久性指标矩阵，aij是第i个评估对象的第j个耐久性指标的数值，u和v分别代表评估对象和耐久性指标的数量。
16、进一步地，所述评价指标矩阵的构建过程包括以下过程：
17、耐久性指标标准化：
18、
19、其中，w＝[wij]u×v是标准化后的耐久性指标矩阵，wij是aij的标准值，
20、建立比重矩阵：
21、
22、其中，q＝[qij]u×v是比重矩阵，qij是aij的比重，
23、建立信息效用值矩阵：
24、
25、其中，p＝[pj]1×v是信息效用值矩阵，pj是第j个指标的信息效用值，
26、建立指标权重矩阵：
27、
28、其中，k＝[kj]1×j是指标权重矩阵，kj是第j个指标的权重，
29、建立评价指标矩阵：
30、
31、其中，d是rcascc在硫酸盐冻融作用下的耐久性综合评价指标矩阵，di是rcascc在硫酸盐冻融作用下的耐久性综合评价指标。
32、进一步地，s2中，对rcascc在硫酸盐冻融作用后的耐久性进行中长期预测的过程包括：
33、将耐久性综合评价指标作为原始数据，将0次硫酸盐冻融作用时的d值作为初始值，记为z(0)，
34、
35、通过对x(0)进行一次累加，得到新序列z(1)，
36、
37、计算得到各模型的预测值，
38、
39、其中：对于egm和odgm，f(c,k)分别为e-ck及(1+c)-k，对于edgm和dgm，f(c,k)为
40、进一步地，计算得到各模型的预测值的过程中，使用的gm(1,1)模型参数计算解析式包括：
41、
42、note:是背景值c,d,β1,β2是模型参数
43、进一步地，计算得到各模型的预测值的过程中，使用的gm(1,1)模型参数计算解析式还包括：
44、
45、
46、note:是背景值c,d,β,β2是模型参数
47、进一步地，计算得到各模型的预测值的过程中，使用的gm(1,1)模型参数计算解析式还包括：
48、
49、note:是背景值c,d,β1,β2是模型参数
50、进一步地，计算得到各模型的预测值的过程中，使用的gm(1,1)模型参数计算解析式还包括：
51、
52、note:本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，其特征在于，初始耐久性指标矩阵的形式如下：
3.根据权利要求2所述的一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，其特征在于，所述评价指标矩阵的构建过程包括以下过程：
4.根据权利要求1所述的一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，其特征在于，S2中，对RCASCC在硫酸盐冻融作用后的耐久性进行中长期预测的过程包括：
5.根据权利要求4所述的一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，其特征在于，计算得到各模型的预测值的过程中，使用的GM(1,1)模型参数计算解析式包括：
6.根据权利要求5所述的一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，其特征在于，计算得到各模型的预测值的过程中，使用的GM(1,1)模型参数计算解析式还包括：
7.根据权利要求6
8.根据权利要求5所述的一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，其特征在于，计算得到各模型的预测值的过程中，使用的GM(1,1)模型参数计算解析式还包括：
9.根据权利要求1所述的一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，其特征在于，对GM(1,1)模型的四种形式进行精度等级评定的过程包括：
10.根据权利要求1所述的一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，其特征在于，S4中，将耐久性综合评价指标减至75％时作为RCASCC失效的标准，计算得到RCASCC在中国东北、华北及西北地区的室外环境下受到硫酸盐冻融作用后的服役寿命：
...【技术特征摘要】
1.一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，其特征在于，初始耐久性指标矩阵的形式如下：
3.根据权利要求2所述的一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，其特征在于，所述评价指标矩阵的构建过程包括以下过程：
4.根据权利要求1所述的一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，其特征在于，s2中，对rcascc在硫酸盐冻融作用后的耐久性进行中长期预测的过程包括：
5.根据权利要求4所述的一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，其特征在于，计算得到各模型的预测值的过程中，使用的gm(1,1)模型参数计算解析式包括：
6.根据权利要求5所述的一种再生粗骨料自密实混凝土抗硫酸盐冻融性能及服役寿命的预测方法，其特征在于，计算得到各模...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑传磊，林元铮，宗周红，李红，王宇轩，夏梦涛，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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