一种混凝土早期开裂面积定量预测方法与流程

1.本发明属于混凝土技术领域，尤其涉及一种混凝土早期开裂面积定量预测方法。


背景技术：

2.严重的混凝土早期开裂是塑性沉降、塑性收缩和自收缩的综合作用，不仅不利于美观，而且会影响混凝土结构的长期耐久性。在干燥过程，裂缝可能进一步蔓延，加速氯盐、二氧化碳等腐蚀性物质的侵入，导致钢筋的腐蚀和结构的过早破坏。
3.混凝土从浇注至硬化前大约3到8小时的塑性状态，会产生塑性变形，包括塑性沉降和塑性收缩。导致混凝土塑性开裂的主要因素是受温度、风速等环境加快混凝土表面水分蒸发，造成毛细管中较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的抗拉强度又无法抵抗其本身收缩，导致裂缝的产生。
4.评价混凝土早期塑性开裂性能的方法主要在约束条件下对混凝土塑性收缩开裂进行评估，包括环形试验、纵向试验、平板试验和衬底约束试验等。另外还引入了astm标准c1579，目的是比较不同类型纤维或外加剂的混凝土混合物的塑性收缩开裂行为。考虑到传统的裂缝测量工具，如手持光学显微镜或裂缝比较器，可能会干扰新拌混凝土的开裂过程，在试验开始后24h，混凝土被认为是稳定的情况下，测量astm-c1579中的裂缝宽度。也有研究者结合不同的测试方法，如平板约束试验法结合无电极电阻测试仪，或者圆环约束试验法结合建立的混凝土早期水化模型，测试评价了混凝土组成、试验条件和养护条件等对混凝土开裂的影响。然而，这些研究方法主要关注水泥基材料的平均应力/应变，而且只能对水泥基材料抗开裂性能进行了定性评价，但并不能准确评价混凝土材料的塑性收缩开裂，以及对混凝土开裂面积进行预测。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种混凝土早期开裂面积定量预测方法，从细观角度定量评价混凝土开裂，以预测混凝土开裂面积，预测结果更为准确、可靠。
6.本发明是通过以下技术方案实现的：
7.一种混凝土早期开裂面积定量预测方法，包括以下步骤：
8.获取混凝土配合比；
9.基于混凝土配合比，根据预先建立的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系，得到干燥时间-单位开裂面积关系式；
10.基于得到的干燥时间-单位开裂面积关系式，确定混凝土配合比在不同干燥时间下单位面积上的开裂面积；
11.其中混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系的建立过程包括：
12.根据混凝土配合比，制备若干混凝土试件并对混凝土试件进行养护；
13.养护结束后，对于每个混凝土试件，在混凝土试件表面制作观测斑点，采用dic技
术在预设的多个干燥时间对混凝土试件进行图像采集，并根据采集图像得到混凝土试件的单位开裂面积，以得到每个干燥时间对应的若干单位开裂面积，其中单位开裂面积为单位面积上的开裂面积；
14.基于每个干燥时间对应的若干单位开裂面积，拟合出干燥时间-单位开裂面积关系式，并建立混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系。
15.进一步地，根据采集图像得到混凝土试件的单位开裂面积的步骤包括：
16.在采集图像中提取感兴趣区域，确定感兴趣区域中每个像素点对应的应变值；
17.对于感兴趣区域中的每个像素点，判断像素点对应的应变值是否大于应变限值，若是则将像素点标记为开裂像素点，其中应变限值用于指示混凝土时间开裂时的应变值；
18.计算开裂像素点占感兴趣区域中所有像素点的比值，将计算得到的比值乘以感兴趣区域的面积，得到混凝土试件的单位开裂面积。
19.进一步地，对混凝土试件进行养护的步骤包括：
20.将混凝土试件放置在养护箱进行养护，养护时间为1.5h，养护箱的温度设置为20
±
2℃，湿度设置为60
±
2％rh。
21.进一步地，在混凝土试件表面制作观测斑点步骤包括：
22.将混凝土试件表面擦拭为饱和面干状态；
23.在混凝土试件表面喷涂白色平漆，白色平漆的喷涂方向与混凝土试件的表面成夹角；
24.在混凝土试件表面喷涂黑色平漆，黑色平漆的喷涂方向与混凝土试件的表面平行。
25.进一步地，采用dic技术在预设的多个干燥时间对混凝土试件进行图像采集的步骤中，方法还包括：
26.使混凝土试件所在的环境温度保持在20
±
2℃，环境湿度保持在大于等于60％，并采用风扇对混凝土试件进行吹风。
27.进一步地，获取混凝土配合比的步骤之后，方法还包括：
28.基于获取的混凝土配合比，判断预设的数据库中是否存在包含混凝土配合比的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系；
29.若不存在，则执行混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系的建立过程的步骤。
30.进一步地，执行混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系的建立过程的步骤之后，方法还包括：
31.将建立的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系保存在数据库中。
32.进一步地，基于每个干燥时间对应的若干单位开裂面积，拟合出干燥时间-单位开裂面积关系式的步骤中，拟合出的干燥时间-单位开裂面积关系式如公式(1)所示：
33.a＝at2+bt+c
ꢀꢀ
(1)
34.式中，a为单位开裂面积，t为干燥时间，a、b和c为拟合得出的常数。
35.相比于现有技术，本发明的有益效果为：本发明借助dic技术这种微观观测技术，得到混凝土在不同干燥时间下的单位开裂面积，进而得到干燥时间-单位开裂面积关系式，
从细观角度定量评价混凝土开裂，与传统通过手持光学显微镜测试混凝土的裂缝总面积来定性评价混凝土的塑性抗裂性能方式相比，减少人为统计开裂面积所造成的试验误差，预测结果更为准确、可靠，同时还能够指导大体积混凝土结构施工养护过程中裂缝的控制研究。
附图说明
36.图1为本发明混凝土早期开裂面积定量预测方法的步骤流程图；
37.图2为实施例1中混凝土应变分布示意图；
38.图3为实施例2中混凝土应变分布示意图。
具体实施方式
39.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
40.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
44.请参阅图1，图1为本发明混凝土早期开裂面积定量预测方法的步骤流程图。一种混凝土早期开裂面积定量预测方法，包括以下步骤：
45.s1、获取混凝土配合比；
46.s2、基于混凝土配合比，根据预先建立的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系，得到干燥时间-单位开裂面积关系式；
47.s3、基于得到的干燥时间-单位开裂面积关系式，确定混凝土配合比在不同干燥时
间下单位面积上的开裂面积；
48.其中混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系的建立过程包括：
49.(1)根据混凝土配合比，制备若干混凝土试件并对混凝土试件进行养护；
50.(2)养护结束后，对于每个混凝土试件，在混凝土试件表面制作观测斑点，采用dic技术在预设的多个干燥时间对混凝土试件进行图像采集，并根据采集图像得到混凝土试件的单位开裂面积，以得到每个干燥时间对应的若干单位开裂面积，其中单位开裂面积为单位面积上的开裂面积；
51.(3)基于每个干燥时间对应的若干单位开裂面积，拟合出干燥时间-单位开裂面积关系式，并建立混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系。
52.在上述步骤s1中，获取的混凝土配合比为实际工程中需要实用的混凝土配合，可依据工程混凝土结构施工部位承载力设计及耐久性设计，确定混凝土配合比。
53.混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系在步骤s2之前建立。在上述步骤(1)中，根据步骤s1获取的混凝土配合比开展试验，采用普通强制搅拌机制备混凝土试件，每个混凝土配合比制备若干混凝土试件，制备的混凝土试件的数量可根据实际情况选择，混凝土试件的规格可以为200
×
200
×
40mm。混凝土试件制作后对混凝土试件进行养护，使得混凝土试件凝结一段时间，以能够在混凝土试件上制作观测斑点，更好的观测混凝土试件。
54.进一步地，在步骤(1)中，对混凝土试件进行养护的步骤包括：
55.(1-1)将混凝土试件放置在养护箱进行养护，养护时间为1.5h，养护箱的温度设置为20
±
2℃，湿度设置为60
±
2％rh。
56.在上述步骤(1-1)中，制备混凝土试件后，将成型的混凝土试件带模移动至养护箱养护1.5h(小时)，养护箱的温度设置为20
±
2℃，湿度设置为60
±
2％rh，以使得混凝土试件凝结1.5h。
57.在上述步骤(2)中，在养护结束后，对于每个混凝土试件，先对混凝土试件表面进行处理，在混凝土试件表面制作观测斑点，以使得dic技术能够捕捉到观测斑点的相对位移，为后期采用软件计算混凝土试件整体应变做准备。
58.进一步地，在步骤(2)中，在混凝土试件表面制作观测斑点步骤包括：
59.(2-1)将混凝土试件表面擦拭为饱和面干状态；
60.(2-2)在混凝土试件表面喷涂白色平漆，白色平漆的喷涂方向与混凝土试件的表面成夹角；
61.(2-3)在混凝土试件表面喷涂黑色平漆，黑色平漆的喷涂方向与混凝土试件的表面平行。
62.在上述步骤(2-1)至步骤(2-3)中，先将混凝土试件表面擦拭为饱和面干状态，采用喷涂方向与混凝土试件的表面成45
°
夹角喷涂白色平漆，在白色平漆喷涂5分钟后，采用喷涂方向与混凝土试件表面平行，且距离混凝土表面30cm喷涂黑色平漆，在混凝土试件表面产生平坦的黑色平漆，喷置白色平漆可以提高对比度，喷置黑色平漆是为了让dic技术中的相机能捕捉到黑斑的相对位移。
63.在上述步骤(2)中，在混凝土试件表面上制作观测斑点后，分别将每个混凝土试件
放置在观测平台上进行实时监测，使用dic双相机采集混凝土试件表面在多个干燥时间的采集图像，干燥时间为混凝土试件养护结束后开始计时，即采用dic技术进行拍摄的时间，如干燥时间1h为混凝土试件养护结束后的1h。进一步地，为使得混凝土试件表面现象更加明显，采用dic技术在预设的多个干燥时间对混凝土试件进行图像采集的步骤中，方法还包括：
64.(2-4)使混凝土试件所在的环境温度保持在20
±
2℃，环境湿度保持在大于等于60％，并采用风扇对混凝土试件进行吹风。
65.在上述步骤(2-4)中，控制混凝土试件所在的环境温度保持在20
±
2℃，环境湿度保持在大于等于60％，并在混凝土试件附近放置风扇，风扇吹出的风的风速可以设定为4m/s，通过风扇加速混凝土试件成型面水分的蒸发，增大其收缩，使得混凝土试件表面的实验现象更加明显。
66.在上述步骤(2)中，干燥时间可根据实际工程施工的情况自行选择，例如可以每小时监测一次，也可以是每十分钟监测一次，监测次数越多、干燥时间越长则结果会越准确，在本实施例中，多个干燥时间分别为1h、2h、3h、4h、5h和6h，然后根据每个干燥时间采集到的采集图像，从采集图像上得到混凝土试件的单位开裂面积，单位开裂面积为混凝土试件的单位面积上的开裂面积。由于每个工程根据混凝土配合比制作的混凝土试件的尺寸不一样，在同等条件下产生的开裂面积也不一样，根据规范jtg3420-2020评价混凝土试件早期的抗裂性平均准则中，以单位面积上的开裂面积作为一个评价混凝土抗开裂性能的指标，所以在本技术中，混凝土早期开裂面积预测以单位面积上的开裂面积进行预测。在得到单位面积上的开裂面积进行预测后，乘以相应的尺寸即可得到总开裂面积。
67.进一步地，根据采集图像得到混凝土试件的单位开裂面积的步骤包括：
68.(2-5)在采集图像中提取感兴趣区域，确定感兴趣区域中每个像素点对应的应变值；
69.(2-6)对于感兴趣区域中的每个像素点，判断像素点对应的应变值是否大于应变限值，若是则将像素点标记为开裂像素点，其中应变限值用于指示混凝土时间开裂时的应变值；
70.(2-7)计算开裂像素点占感兴趣区域中所有像素点的比值，将计算得到的比值乘以感兴趣区域的面积，得到混凝土试件的单位开裂面积。
71.在上述步骤(2-5)至步骤(2-7)中，选中采集图像的感兴趣区域，如采集图像中混凝土试件成型面(混凝土试件顶面)的区域200
×
200mm，采用pmlab分析软件等分析软件进行处理与计算，得到感兴趣区域中每个像素点对应的应变值。而应变限值用于指示混凝土时间开裂时的应变值，即混凝土极限拉应变，同一个混凝土配合比的应变限值是相同的，应变限值的具体获得过程为：通过制备该混凝土配合比的混凝土试件，将混凝土试件进行养护后，采用dic技术持续拍摄该混凝土试件的图像，由拍摄的图像确定混凝土试件的开裂时间，以及基于开裂时间点的拍摄图像确定混凝土试件在开裂时间点的应变数据，最后根据开裂时间点的应变数据确定应变限值。当应变值大于应变限值，则可判定其开裂。因此，将每个像素点对应的应变值与应变限值进行对比，若像素点对应的应变值大于应变限值，则判定该像素点的位置开裂，进而将该像素点标记为开裂像素点。然后可以用excel等统计软件统计开裂像素点的数量与感兴趣中像素点的数量的比值，得到应变值大于应变限值所占
感兴趣区域中所有应变的比值，最后将得到的比值乘以感兴趣区域的面积，即可得到混凝土试件单位面积上的开裂面积。
72.在上述步骤(3)中，基于每个干燥时间对应的若干单位开裂面积，采用最小二乘法拟合不同干燥时间下的单位开裂面积，得到单位开裂面积随时间变化的干燥时间-单位开裂面积关系式。拟合出的时间-应变半宽高关系式如公式(1)所示：
73.a＝at2+bt+c
ꢀꢀ
(1)
74.式中，a为单位开裂面积，t为干燥时间，a、b和c为拟合得出的常数。
75.在上述步骤(3)中，根据得到的混凝土试件的干燥时间-单位开裂面积关系式以及制备该混凝土试件的混凝土配合比，即可建立制备该混凝土试件的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系。
76.进一步地，获取混凝土配合比的步骤之后，方法还包括：
77.s1a、基于获取的混凝土配合比，判断预设的数据库中是否存在包含混凝土配合比的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系；
78.s1b、则执行混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系的建立过程的步骤。
79.在上述步骤s1a和步骤s1b中，在获取混凝土配合比时，先根据混凝土配合比判断预设的数据库中是否存在包含该混凝土配合比的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系，若数据库中存在，则说明之前有工程中采用了该混凝土配合比，已经建立包含该混凝土配合比的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系，可以直接使用保存在数据库中的包含该混凝土配合比的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系，无需再次进行建立混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系的步骤，节省时间。若数据库中不存在包含该混凝土配合比的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系，则说明之前没有对获取的混凝土配合在不同时间下单位开裂面积进行预测，因此执行混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系的建立过程的步骤，即执行步骤(1)至步骤(3)，建立包含该混凝土配合比的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系。
80.进一步地，执行混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系的建立过程的步骤之后，方法还包括：
81.s1c、将建立的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系保存在数据库中。
82.在上述步骤s1c中，将建立的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系保存在数据库中，若其他工程采用的混凝土配合比与本次工程的混凝土配合比相同时，可以直接使用数据库中包含该混凝土配合比的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系。
83.在上述步骤s2和步骤s3中，基于步骤s2获得的混凝土配合比，再根据预先建立混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系，得到干燥时间-单位开裂面积关系式，在得到的干燥时间-单位开裂面积关系式中输入不同的干燥时间，即可得到混凝土配合比在不同干燥时间下单位面积上的开裂面积，本发明借助dic技术这种微观观测技
术，从细观角度定量评价混凝土早期塑性开裂性能，开裂面积预测更为准确、可靠，对于定性评价混凝土的塑性抗裂性能具有重要意义，同时还能够指导大体积混凝土结构施工养护过程中裂缝的控制，然后通过不断优化混凝土配合比来达到对混凝土结构早期裂缝控制的效果，以够指导大体积混凝土结构施工养护过程中裂缝的控制。
84.以下采用两个实施例对本发明混凝土早期开裂面积定量预测方法进行简单说明：
85.实施例1
86.某工程采取c30混凝土，混凝土配合比如表1所示：
87.表1混凝土配合比
[0088][0089]
基于表1所示的混凝土配合比，根据试验观测得到的应变限值为1500
×
10-6μm/m，并根据表1所示的混凝土配合比制备1个规格为200
×
200
×
40mm的混凝土试件并对混凝土试件进行养护。在养护结束后，按照步骤(2)采集每个混凝土试件在多个干燥时间的采集图像，多个干燥时间分别为1h、2h、3h、4h、5h和6h，然后基于每个采集图像上得到混凝土在多个干燥时间的应变数据分布，如图2所示，并统计感兴趣区域的单位开裂面积，如表2所示；
[0090]
表2
[0091][0092][0093]
基于表2的每个干燥时间对应的单位开裂面积，拟合出单位开裂面积随干燥时间变化的干燥时间-单位开裂面积关系式，拟合可得到干燥时间-单位开裂面积关系式如公式(2)所示：
[0094]
a＝5.04t2+106.78t+609.4
ꢀꢀ
(2)
[0095]
根据公式(2)，可预测表1所示的混凝土配合比制成混凝土试件后，在不同干燥时间下单位面积上的开裂面积，然后可乘以混凝土配合比所制成的混凝土试件的尺寸，得到该混凝土试件的总开裂面积。
[0096]
实施例2
[0097]
某工程采取c40混凝土，混凝土配合比如表3所示：
[0098]
表3混凝土配合比
[0099][0100]
基于表3所示的混凝土配合比，根据试验观测得到的应变限值为1750
×
10-6μm/m，并根据表3所示的混凝土配合比制备1个规格为200
×
200
×
40mm的混凝土试件并对混凝土试件进行养护。在养护结束后，按照步骤(2)采集每个混凝土试件在多个干燥时间的采集图像，多个干燥时间分别为1h、2h、3h、4h、5h和6h，然后基于每个采集图像上，得到混凝土在多个干燥时间的应变数据分布，如图3所示，并统计感兴趣区域的单位开裂面积，如表4所示；
[0101]
表4
[0102][0103][0104]
基于表4的每个干燥时间对应的单位开裂面积，拟合出单位开裂面积随干燥时间变化的干燥时间-单位开裂面积关系式，拟合可得到干燥时间-单位开裂面积关系式如公式(3)所示：
[0105]
a＝2.36t2+36.73t+501.2(3)
[0106]
根据公式(3)可预测表1所示的混凝土配合比制成混凝土试件后，在不同干燥时间下单位面积上的开裂面积，然后可乘以混凝土配合比所制成的混凝土试件的尺寸，得到该混凝土试件的总开裂面积。
[0107]
相比于现有技术，本发明的有益效果为：本发明借助dic技术这种微观观测技术，得到混凝土在不同时间下的单位开裂面积，进而得到干燥时间-单位开裂面积关系式，从细观角度定量评价混凝土开裂，与传统通过手持光学显微镜测试混凝土的裂缝总面积来定性评价混凝土的塑性抗裂性能方式相比，减少人为统计开裂面积所造成的试验误差，预测结果更为准确、可靠，同时还能够指导大体积混凝土结构施工养护过程中裂缝的控制研究。
[0108]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种混凝土早期开裂面积定量预测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取混凝土配合比；基于所述混凝土配合比，根据预先建立的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系，得到干燥时间-单位开裂面积关系式；基于得到的干燥时间-单位开裂面积关系式，确定所述混凝土配合比在不同干燥时间下单位面积上的开裂面积；其中所述混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系的建立过程包括：根据所述混凝土配合比，制备若干混凝土试件并对混凝土试件进行养护；养护结束后，对于每个所述混凝土试件，在所述混凝土试件表面制作观测斑点，采用dic技术在预设的多个干燥时间对混凝土试件进行图像采集，并根据采集图像得到混凝土试件的单位开裂面积，以得到每个干燥时间对应的若干单位开裂面积，其中单位开裂面积为单位面积上的开裂面积；基于每个干燥时间对应的若干单位开裂面积，拟合出干燥时间-单位开裂面积关系式，并建立所述混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系。2.根据权利要求1所述的混凝土早期开裂面积定量预测方法，其特征在于，所述根据采集图像得到混凝土试件的单位开裂面积的步骤包括：在采集图像中提取感兴趣区域，确定感兴趣区域中每个像素点对应的应变值；对于感兴趣区域中的每个像素点，判断像素点对应的应变值是否大于应变限值，若是则将像素点标记为开裂像素点，其中应变限值用于指示混凝土时间开裂时的应变值；计算开裂像素点占感兴趣区域中所有像素点的比值，将计算得到的比值乘以感兴趣区域的面积，得到混凝土试件的单位开裂面积。3.根据权利要求1所述的混凝土早期开裂面积定量预测方法，其特征在于，所述对混凝土试件进行养护的步骤包括：将混凝土试件放置在养护箱进行养护，养护时间为1.5h，所述养护箱的温度设置为20
±
2℃，湿度设置为60
±
2％rh。4.根据权利要求1所述的混凝土早期开裂面积定量预测方法，其特征在于，所述在所述混凝土试件表面制作观测斑点步骤包括：将所述混凝土试件表面擦拭为饱和面干状态；在所述混凝土试件表面喷涂白色平漆，白色平漆的喷涂方向与混凝土试件的表面成夹角；在所述混凝土试件表面喷涂黑色平漆，黑色平漆的喷涂方向与混凝土试件的表面平行。5.根据权利要求1所述的混凝土早期开裂面积定量预测方法，其特征在于，所述采用dic技术在预设的多个干燥时间对混凝土试件进行图像采集的步骤中，所述方法还包括：使所述混凝土试件所在的环境温度保持在20
±
2℃，环境湿度保持在大于等于60％，并采用风扇对所述混凝土试件进行吹风。6.根据权利要求1所述的混凝土早期开裂面积定量预测方法，其特征在于，所述获取混凝土配合比的步骤之后，所述方法还包括：
基于获取的混凝土配合比，判断预设的数据库中是否存在包含所述混凝土配合比的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系；若不存在，则执行所述混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系的建立过程的步骤。7.根据权利要求6所述的混凝土早期开裂面积定量预测方法，其特征在于，所述执行所述混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系的建立过程的步骤之后，所述方法还包括：将建立的所述混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系保存在数据库中。8.根据权利要求1所述的混凝土早期开裂面积定量预测方法，其特征在于，所述基于每个干燥时间对应的若干单位开裂面积，拟合出干燥时间-单位开裂面积关系式的步骤中，拟合出的干燥时间-单位开裂面积关系式如公式(1)所示：a＝at2+bt+c
ꢀꢀ
(1)式中，a为单位开裂面积，t为干燥时间，a、b和c为拟合得出的常数。

技术总结
本发明涉及一种混凝土早期开裂面积定量预测方法，包括：获取混凝土配合比；基于混凝土配合比，根据预先建立的混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系，得到干燥时间-单位开裂面积关系式，从而确定混凝土配合比在不同干燥时间下单位面积上的开裂面积；其中对应关系的建立过程包括：根据混凝土配合比，制备若干混凝土试件并养护；然后，对于每个混凝土试件，采用DIC技术在多个干燥时间对混凝土试件进行图像采集，由采集图像得到混凝土试件的单位开裂面积，以得到每个干燥时间对应的若干单位开裂面积；然后拟合出干燥时间-单位开裂面积关系式，并建立混凝土配合比与干燥时间-单位开裂面积关系式之间的对应关系。系。系。


技术研发人员：钟成安 李安 邓春林 范志宏 丁平祥
受保护的技术使用者：中交四航工程研究院有限公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/8/21