本發明涉及砼澆灌控裂，具體而言，涉及一種異常環境地域中砼澆灌控裂方法。

背景技術：

1、在進行項目施工過程中，大量建設項目所在地由于獨特的地理結構和位置，具有溫差大、氣壓低、高溫、紫外線強、風速大、冰雹和降雪突發等極端環境，混凝土工程的施工安全面臨嚴峻挑戰。目前，處于異常環境地域中砼的承載能力和耐久性的研究經驗不足，無法確保砼的安全性能成為工程建設的重大挑戰。

2、而在采用砼進行施工作業的過程中，關注砼的裂縫防控一直是混凝土研究的關鍵組成部分?，F有技術中，大多在常規環境中進行砼的性能評估，并基于評估結果進行控裂指導，旨在初步揭示當前環境溫度對砼力學性能和水化特性的影響，表明溫度對砼性能有顯著影響。然而，砼的抗壓強度和抗拉強度等性能在極端環境中未被考慮在內，這導致裂縫控制研究不能完全反映砼施工過程的真實環境，缺乏考慮異常環境地域中砼性能的綜合性研究。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供了一種異常環境地域中砼澆灌控裂方法，用以解決現有技術中存在的上述問題。

2、本申請具體是這樣的：

3、提供一種異常環境地域中砼澆灌控裂方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一：采集異常環境地域中砼澆灌的數據信息；步驟二：構建多場耦合機制的收縮模型，考慮材料、結構和環境因素，對砼結構的開裂風險進行量化評估；步驟三：根據量化評估結果控制異常環境地域中的澆灌工作，根據澆灌過程的參數信息實時調整澆灌作業；步驟四：在完成澆灌作業后，進行保溫保濕養護以及監管。

4、所述步驟一中砼澆灌的數據信息包括配合比數據，材料性能參數，原材料溫度，環境溫度，溫度分布信息以及應力和應變狀態信息。

5、所述步驟二中構建多場耦合機制的收縮模型，考慮材料、結構和環境因素，對砼結構的開裂風險進行量化評估包括：

6、計算砼開裂風險因子：

7、

8、其中，η為砼開裂風險因子，σ(t)為t時刻砼的最大拉應力/mpa，ft(α)為t時刻砼的抗拉強度/mpa；

9、砼的彈性模量和抗拉強度是計算收縮應力和裂縫風險的必要參數，其計算公式如下：

10、

11、其中，e(α)為早期彈性模量/gpa，ft(α)為t時刻的抗拉強度/mpa，e∞為最終彈性模量/gpa，ft∞為最終抗拉強度/mpa，αo和α∞為水化程度α的初始值和最終值，p、q為指數常數，值分別為0.5和1；

12、

13、其中，α為水化程度，為驅動水化反應的化學親和作用，qα為活化能，r為常數，b1、b2和γ為控制水化反應速率的模型參數，α∞為水化程度的最終值。

14、長期在異常環境地域中，砼結構受到環境溫度變化的影響較大，需要對砼開裂的風險進行二次計算，考慮溫度的變化規律，對砼結構的開裂風險進行評估，考慮溫度對砼澆灌過程的影響：

15、

16、其中，t為溫度的年變化率，為年平均溫度/℃，a是溫度的年變化量/℃,t0為一年中的最低溫度/℃，tm為一年中的最高溫度/℃；

17、

18、其中kt為溫度影響系數，t為溫度的年變化率，t1為初始溫度值，為年平均溫度/℃，w為用水量，根據相關的砼配合比設計規范或經驗數據來初步確定用水量，c為水泥用量，根據砼的設計強度等級、水泥的品種和強度等級來計算；

19、

20、其中，f0是砼的配制強度，fk是設計強度等級，fe是水泥的強度等級，σ強度標準差，αa、αb是經驗系數，根據不同的水泥品種和骨料條件取值，由此得到水泥用量。

21、考慮溫度影響的開裂風險因子計算：

22、

23、其中，fc(k)為砼抗壓強度演變的函數，k為與水化程度α和溫度相關的內變量，是砼在標準條件下的抗壓強度終值，a、b為材料參數；

24、砼的抗拉強度與抗壓強度有關：

25、

26、其中，(e∞)'為考慮溫度影響后的最終彈性模量/gpa，(ft∞)'為考慮溫度影響后的最終抗拉強度/mpa，k1、k2為常量；

27、將考慮溫度影響后的最終彈性模量彈性模量(e∞)'和最終抗拉強度(ft∞)'帶入到公式(2)、(3)中，得到考慮溫度影響后的砼開裂風險因子為：

28、

29、其中，η'為考慮溫度影響后的砼開裂風險因子，σ(t)'為考慮溫度影響后的t時刻砼的最大拉應力/mpa，ft(α)'為考慮溫度影響后的t時刻砼的抗拉強度/mpa。

30、獲取砼開裂風險評估準則，用于指導后續澆灌工作，當η'>1.0時砼一定會開裂，0.7<η'≤1.0時砼存在較大的開裂風險，η'≤0.7時混凝土基本不會開裂，不開裂保證率≥95％。

31、所述步驟三中根據量化評估結果控制異常環境地域中的澆灌工作，根據澆灌過程的參數信息實時調整澆灌作業包括：根據量化評估結果，調整砼澆灌過程中的水泥種類和用量，水灰比，配骨料，混合水溫度、摻合料比例以及配合比設計調整，記錄砼的澆灌開始時間、結束時間以及澆灌過程中的速度變化，針對不同的溫度時段，調整澆灌速度。

32、對于多層或較高結構的砼澆灌，需要采集每層澆灌的高度，設置合理的分層高度，記錄分層澆灌的間隔時間并進行控制，記錄振搗方式、振搗時間和振搗位置并根據實際澆灌情況進行調整。

33、步驟四中所述保溫保濕養護以及監管包括：養護采用“兩布一膜”，即土工布+塑料薄膜+棉被，養護期間塑料薄膜以下撒水，保持土工布濕潤，棉被干燥，冬季視溫度增加保溫棉被層數，雨雪、大風季節在棉被外額外覆蓋一層防雨布。

34、所述監管包括派專人監管溫度監測數據，并根據溫度監測數據調節冷卻水通水時間、保溫措施，合理的進行施工組織，縮小上下層混凝土澆筑的時間差，澆筑上層混凝土前，先在新舊混凝土結合面澆筑一層5cm厚的砂漿；專門收集氣象信息，若發現氣溫驟降天氣，施工現場立即加強砼的保溫工作；在廊道、空箱結構澆筑完成后，立即使用防雨布將廊道、空箱的孔口、洞口封閉起來。

35、相較于現有技術，本發明實施例達到了以下有益效果：本發明提供了一種異常環境地域中砼澆灌控裂方法，構建多場耦合機制的收縮模型，考慮材料、結構和環境因素，對砼結構的開裂風險進行量化評估，并在評估過程中考慮異常環境中溫度的長期影響，對砼開裂的風險進行二次計算，考慮溫度的變化規律，對砼結構的開裂風險進行修正，提高砼開裂風險評估的準確性，基于風險評估結果控制異常環境地域中的澆灌工作，并在完成澆灌作業后，進行保溫保濕養護以及監管，防止早期裂縫及溫度自約束裂縫的產生，實現準確高效的控裂全過程。

技術特征：

1.一種異常環境地域中砼澆灌控裂方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種異常環境地域中砼澆灌控裂方法，其特征在于，所述步驟一中砼澆灌的數據信息包括配合比數據，材料性能參數，原材料溫度，環境溫度，溫度分布信息以及應力和應變狀態信息。

3.根據權利要求1所述的一種異常環境地域中砼澆灌控裂方法，其特征在于，所述步驟二中構建多場耦合機制的收縮模型，考慮材料、結構和環境因素，對砼結構的開裂風險進行量化評估包括：

4.根據權利要求3所述的一種異常環境地域中砼澆灌控裂方法，其特征在于，長期在異常環境地域中，砼結構受到環境溫度變化的影響較大，需要對砼開裂的風險進行二次計算，考慮溫度的變化規律，對砼結構的開裂風險進行評估，考慮溫度對砼澆灌過程的影響：

5.根據權利要求4所述的一種異常環境地域中砼澆灌控裂方法，其特征在于，考慮溫度影響的開裂風險因子計算：

6.根據權利要求5所述的一種異常環境地域中砼澆灌控裂方法，其特征在于，獲取砼開裂風險評估準則，用于指導后續澆灌工作，當η'>1.0時砼一定會開裂，0.7<η'≤1.0時砼存在較大的開裂風險，η'≤0.7時混凝土基本不會開裂，不開裂保證率≥95％。

7.根據權利要求1所述的一種異常環境地域中砼澆灌控裂方法，其特征在于，所述步驟三中根據量化評估結果控制異常環境地域中的澆灌工作，根據澆灌過程的參數信息實時調整澆灌作業包括：根據量化評估結果，調整砼澆灌過程中的水泥種類和用量，水灰比，配骨料，混合水溫度、摻合料比例以及配合比設計調整，記錄砼的澆灌開始時間、結束時間以及澆灌過程中的速度變化，針對不同的溫度時段，調整澆灌速度。

8.根據權利要求7所述的一種異常環境地域中砼澆灌控裂方法，其特征在于，對于多層或較高結構的砼澆灌，需要采集每層澆灌的高度，設置合理的分層高度，記錄分層澆灌的間隔時間并進行控制，記錄振搗方式、振搗時間和振搗位置并根據實際澆灌情況進行調整。

9.根據權利要求1所述的一種異常環境地域中砼澆灌控裂方法，其特征在于，步驟四中所述保溫保濕養護以及監管包括：養護采用“兩布一膜”，即土工布+塑料薄膜+棉被，養護期間塑料薄膜以下撒水，保持土工布濕潤，棉被干燥，冬季視溫度增加保溫棉被層數，雨雪、大風季節在棉被外額外覆蓋一層防雨布。

10.根據權利要求9所述的一種異常環境地域中砼澆灌控裂方法，其特征在于，所述監管包括派專人監管溫度監測數據，并根據溫度監測數據調節冷卻水通水時間、保溫措施，合理的進行施工組織，縮小上下層混凝土澆筑的時間差，澆筑上層混凝土前，先在新舊混凝土結合面澆筑一層5cm厚的砂漿；專門收集氣象信息，若發現氣溫驟降天氣，施工現場立即加強砼的保溫工作；在廊道、空箱結構澆筑完成后，立即使用防雨布將廊道、空箱的孔口、洞口封閉起來。

技術總結
本發明公開了一種異常環境地域中砼澆灌控裂方法，通過采集異常環境地域中砼澆灌的數據信息，構建多場耦合機制的收縮模型，考慮材料、結構和環境因素，對砼結構的開裂風險進行量化評估，根據量化評估結果控制異常環境地域中的澆灌工作，根據澆灌過程的參數信息實時調整澆灌作業，在完成澆灌作業后，進行保溫保濕養護以及監管，防止早期裂縫及溫度自約束裂縫的產生?？紤]異常環境中溫度的長期影響，對砼開裂的風險進行二次計算，考慮溫度的變化規律，對砼結構的開裂風險進行修正，提高砼開裂風險評估的準確性，實現準確高效的控裂全過程。

技術研發人員：梁杰忠,王兆忠,劉平,于林江,岑文杰,姚明明,陸鶴升,夏顯煌
受保護的技術使用者：中交第四航務工程局有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24