混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010456957.2 (22)申请日 2020.05.26 (71)申请人 中冶建筑研究总院有限公司 地址 100088 北京市海淀区西土城路33号 (72)发明人 邱金凯赵立勇张俊傥韩腾飞 李晓东席向东陈浩易桂香 (74)专利代理机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 代理人 肖冰滨王晓晓 (51)Int.Cl. G01N 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方 法 (57)摘要 本发明涉及一种混凝土屋面板耐久性剩。

2、余 寿命评估方法； 包括如下步骤： (1)初始检测： 检 测参数包括混凝土屋面板中性化深度、 混凝 土强度、 混凝土保护层厚度、 钢筋直径、 环 境温度、 环境湿度； (2)长期无线监测： 包括 环境年平均温度、 环境年平均湿度、 环境年 平均CO2浓度， 这三项参数均实时获取； (3)确定 混凝土中性化系数k； (4)确定钢筋开始锈蚀时间 ti； (5)确定钢筋开始锈蚀到混凝土屋面板耐久 性失效时间； (6)确定混凝土屋面板耐久性失效 时间； (7)确定混凝土屋面板耐久性剩余寿命 tre。 本发明可在设备长期无人监管情况下， 实时 对混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估， 节省成 本、 减少对生产。

3、的影响。 权利要求书7页 说明书11页 附图2页 CN 111693447 A 2020.09.22 CN 111693447 A 1.一种混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方法， 其特征在于， 包括如下步骤： (1)初始检测， 部分参数在初始检测时由检测人员现场测得， 包括以下参数()： 混凝土屋面板中性化深度； 混凝土强度； 混凝土保护层厚度； 钢筋直径； 环境温度； 环境湿度； (2)长期监测， 部分参数在长期无线监测中实时获取， 包括如下参数()： 环境年平均温度： 对混凝土屋面板进行温度监测， 获得其所处环境温度值； 利用安装好的传感器读取环 境温度参数， 较佳的， 可采用温湿度传感器，。

4、 且单块屋面板安装3个传感器， 每个传感器每天 在早、 中、 晚各读取一次温度值， 分别为T1、 T2、 T3、 T4、 T5、 T6、 T7、 T8、 T9， 分析时以年为单位， 取环境年平均温度T； 环境年平均湿度： 对混凝土屋面板进行湿度监测， 获得其所处环境湿度值， 利用安装好的传感器读取环 境温度参数， 较佳的， 可采用温湿度传感器， 且单块屋面板安装3个传感器， 每个传感器每天 在早、 中、 晚各读取一次湿度值， 分别为W1、 W2、 W3、 W4、 W5、 W6、 W7、 W8、 W9， 分析时以年为单位， 取环境年平均湿度W； 环境年平均CO2浓度： 对混凝土屋面板进行环境CO。

5、2浓度监测， 获得其所处环境CO2浓度值， 利用安装好的传感 器读取环境温度参数， 较佳的， 可采用CO2浓度传感器， 且单块屋面板安装3个传感器， 每个 传感器每天在早、 中、 晚各读取一次湿度值， 分别为C1、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6、 C7、 C8、 C9， 分析时 以年为单位， 取环境年平均CO2浓度C； (3)确定混凝土中性化系数； (4)确定混凝土中的钢筋开始锈蚀时间ti： 混凝土中的钢筋开始锈蚀时间ti按照以下公式确定： ti15.2KkKcKm， 其中， ti结构建成至钢筋开始锈蚀的时间， Kk、 Kc、 Km分别表示混凝土中性化速度、 保护层厚度、 局部环境对钢。

6、筋开始锈蚀时间 的影响系数， 分别按照表1、 表2、 表3和表4取用： 表1中性化速率影响系数Kk 表2保护层厚度影响系数Kc 保护层厚度c(mm)5101520253040 Kc0.540.751.001.291.621.962.67 权利要求书 1/7 页 2 CN 111693447 A 2 表3局部环境影响系数Km 局部环境系数m1.01.52.02.53.03.54.5 Km1.511.241.060.940.850.780.68 (表3中， 局部环境系数按照表4取用) 表4环境等级及局部环境系数m (5)确定钢筋开始锈蚀到混凝土屋面板耐久性失效的时间： 混凝土屋面板的耐久性失效标志。

7、应按以下条件： 1)对外观要求严格的工业建筑， 将混凝土保护层锈胀开裂作为耐久性失效标志； 2)对外观要求一般的工业建筑， 将结构性能严重退化作为耐久性失效标志； 若设置为条件1)， 则钢筋开始锈蚀到混凝土屋面板耐久性失效的时间即钢筋开始锈蚀到保护层锈胀开 裂的时间tc， 应按下式计算： tcAHcHfHdHTHRHHm， 式中， tc钢筋开始锈蚀到保护层锈胀开裂的时间(单位： 年)， A特定条件下(各项影响系数为1时)， 构件自钢筋开始锈蚀到保护层锈胀开裂的时 间(单位： 年)， 对室外板取A4.9， 对室内板取A11.0， Hc、 Hf、 Hd、 HT、 HRH、 Hm保护层厚度、 混凝土。

8、强度、 钢筋直径、 环境温度、 环境湿度、 局部 环境对保护层锈胀开裂时间的影响系数， 分别按照表5表10取用： 表5保护层厚度影响系数Hc 表6混凝土强度影响系数Hf 权利要求书 2/7 页 3 CN 111693447 A 3 表7钢筋直径影响系数Hd 表8环境温度影响系数HT 表9环境湿度影响系数HRH 表10局部环境影响系数Hm 若设置为条件2)， 则钢筋开始锈蚀到混凝土屋面板耐久性失效的时间即钢筋开始锈蚀到结构性能严重 退化的时间tc1， 应按下式计算： tclBFcFfFdFTFRHFm， 式中， tcl钢筋开始锈蚀至结构性能严重退化的时间(单位： 年)， 权利要求书 3/7 页 。

9、4 CN 111693447 A 4 B特定条件下(各项影响系数为1时)， 构件自钢筋开始锈蚀至结构性能严重退化的 时间(单位： 年)， 对室外板取B8.09， 对室内板取B14.48， Fc、 Ff、 Fd、 FT、 FRH、 Fm保护层厚度、 混凝土强度、 钢筋直径、 环境温度、 环境湿度、 局部 环境对结构性能严重退化时间的影响系数， 分别按照表11表16取用： 表11保护层厚度影响系数Fc 表12混凝土强度影响系数Ff 表13钢筋直径影响系数Fd 表14环境温度影响系数FT 表15环境湿度影响系数FRH 权利要求书 4/7 页 5 CN 111693447 A 5 表16局部环境影响系。

10、数Fm (6)确定混凝土屋面板耐久性失效的时间： 若步骤(5)设置为条件1)， 则应按下列公式计算： tcrti+tc， 式中， tcr保护层锈胀开裂的时间(单位： 年)； 若步骤(5)设置为条件2)， 则应按下列公式计算： tdti+tcl， 式中， td结构性能严重退化的时间(单位： 年)； (7)确定混凝土屋面板耐久性剩余寿命tre： 若步骤(5)设置为条件1)， 则应按下列公式计算： tretcr-to， 式中， tre混凝土屋面板耐久性剩余寿命(单位： 年)， tcr保护层锈胀开裂的时间(单位： 年)， to结构服役的时间(单位： 年)； 若步骤(5)设置为条件2)， 则应按下列公式。

11、计算： tretd-to， 式中， tre混凝土屋面板耐久性剩余寿命(单位： 年)， td结构性能严重退化的时间(单位： 年)， to结构服役的时间(单位： 年)。 权利要求书 5/7 页 6 CN 111693447 A 6 2.根据权利要求1所述混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方法， 其特征在于： 所述步骤 (2)长期监测中所述环境年平均温度T， 按下列公式计算： 式中， i天数。 3.根据权利要求1所述混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方法， 其特征在于： 所述步骤 (2)长期监测中所述环境年平均湿度W， 按下列公式计算： 式中， i天数。 4.根据权利要求1所述混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估。

12、方法， 其特征在于： 所述步骤 (2)长期监测中所述环境年平均CO2浓度C， 按下列公式计算： 式中， i天数。 5.根据权利要求1所述混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方法， 其特征在于： 所述步骤 (3)混凝土中性化系数k， 根据以下公式进行确定： 式中， Kmc计算模式不定性随机变量， 主要反映中性化模型计算结果与实际测试结 果之间的差异， 基于大量的工程实例， 此处取0.996， kj角部修正系数， 此处取1.4， 环境CO2浓度影响系数， 此处可根据环境CO2浓度实时监测数据整理得到环境年 平均CO2浓度， 再代入以下公式确定： 式中C环境年平均CO2浓度， kp浇筑面影响系数， 此处可。

13、取1.2， ks工作应力影响系数， 对于混凝土板， 此处可取1.1， T环境年平均温度， W环境年平均湿度， fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值(MPa)。 6.根据权利要求1所述混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方法， 其特征在于， 所述步骤 (5)取用表格时， 混凝土强度的数值可以按以下公式确定： 1)当混凝土屋面板处于室内干燥环境下： fcu(0.0006t2+0.0016t+1.1222)fcuk， 权利要求书 6/7 页 7 CN 111693447 A 7 2)当混凝土屋面板处于腐蚀性潮湿环境下： fcu(-0.0003t2+0.0292t+0.7929)fcuk； 3)当混凝土屋面。

14、板处于高温环境下： fcu(-0.0006t2+0.0672t+0.1184)fcuk； 式中， t结构服役时间， fcuk混凝土设计强度， fcu中性化后混凝土强度。 7.根据权利要求1所述混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方法， 其特征在于， 所述监测 参数在长期无线监测中实时获取， 专业人员不必在现场读数。 8.根据权利要求1所述混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方法， 其特征在于， 温湿度监 测时所述温湿度传感器安装位置在屋面板端部和跨中。 9.根据权利要求1所述混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方法， 其特征在于， CO2浓度监 测时所述CO2浓度传感器安装位置在屋面板端部和跨中。 10.根据权。

15、利要求1所述混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方法， 其特征在于， 用于长 期监测的监测装置包括传感器、 无线网关和数据处理装置。 权利要求书 7/7 页 8 CN 111693447 A 8 一种混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方法 技术领域 0001 本发明涉及工业建筑诊治技术领域， 特别涉及一种混凝土屋面板耐久性剩余寿命 评估方法， 适用于工业建筑中混凝土屋面板的耐久性评估。 背景技术 0002 混凝土屋面板在腐蚀环境下容易发生锈胀露筋、 保护层开裂等缺陷， 严重影响混 凝土屋面板的使用寿命。 对于混凝土板类构件， 其特点是： 混凝土保护层较薄、 钢筋直径较 小、 易受腐蚀性液体或气体影响， 。

16、因此更容易产生耐久性缺陷。 0003 目前混凝土屋面板的耐久性评估， 主要以现场检查和现场检测为主。 由于厂房仅 在受业主委托时， 相关机构才对厂房内构件进行整体鉴定， 且鉴定结果具有时效性， 混凝土 屋面板的耐久性不能实时判断， 且多数工业厂房高度较高， 尤其是有吊车的单跨或多跨排 架厂房， 现场检测条件极其有限， 如果厂房原始资料缺失， 现场检测难度会更大， 混凝土屋 面板的耐久性评估工作无法开展或调查不全面， 厂房势必存在一定安全隐患。 0004 因此， 提供一种便捷、 有效的基于长期无线监测技术的混凝土屋面板耐久性剩余 寿命评估方法就成为该技术领域急需解决的技术难题。 发明内容 000。

17、5 本发明的目的在于提供一种便捷、 有效的基于长期无线监测技术的混凝土屋面板 耐久性剩余寿命评估方法， 通过对混凝土屋面板的中性化深度、 混凝土强度、 混凝土保护层 厚度和钢筋直径的初始检测和屋面板所处环境温度、 湿度、 CO2浓度的长期监测， 综合判定 混凝土屋面板的耐久性。 0006 本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的： 0007 一种混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方法， 其步骤如下： 0008 (1)初始检测， 部分参数在初始检测时由检测人员现场测得， 包括以下参数( )： 0009 混凝土屋面板中性化深度； 0010 混凝土强度； 0011 混凝土保护层厚度； 0012 钢筋直径。

18、； 0013 环境温度； 0014 环境湿度； 0015 (2)长期监测， 部分参数在长期无线监测中实时获取， 包括如下参数()： 0016 环境年平均温度： 0017 对混凝土屋面板进行温度监测， 获得其所处环境温度值； 利用安装好的传感器读 取环境温度参数， 较佳的， 可采用温湿度传感器， 且单块屋面板安装3个传感器， 每个传感器 每天在早、 中、 晚各读取一次温度值， 分别为T1、 T2、 T3、 T4、 T5、 T6、 T7、 T8、 T9， 分析时以年为 说明书 1/11 页 9 CN 111693447 A 9 单位， 取环境年平均温度T； 0018 环境年平均湿度： 0019 对。

19、混凝土屋面板进行湿度监测， 获得其所处环境湿度值， 利用安装好的传感器读 取环境温度参数， 较佳的， 可采用温湿度传感器， 且单块屋面板安装3个传感器， 每个传感器 每天在早、 中、 晚各读取一次湿度值， 分别为W1、 W2、 W3、 W4、 W5、 W6、 W7、 W8、 W9， 分析时以年为 单位， 取环境年平均湿度W； 0020 环境年平均CO2浓度： 0021 对混凝土屋面板进行环境CO2浓度监测， 获得其所处环境CO2浓度值， 利用安装好的 传感器读取环境温度参数， 较佳的， 可采用CO2浓度传感器， 且单块屋面板安装3个传感器， 每个传感器每天在早、 中、 晚各读取一次湿度值， 分。

20、别为C1、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6、 C7、 C8、 C9， 分 析时以年为单位， 取环境年平均CO2浓度C； 0022 (3)确定混凝土中性化系数； 0023 (4)确定混凝土中的钢筋开始锈蚀时间ti： 0024 混凝土中的钢筋开始锈蚀时间ti按照以下公式确定： 0025 ti15.2KkKcKm， 0026 其中， ti结构建成至钢筋开始锈蚀的时间， 0027 Kk、 Kc、 Km分别表示混凝土中性化速度、 保护层厚度、 局部环境对钢筋开始锈蚀 时间的影响系数， 分别按照表1、 表2、 表3和表4取用： 0028 表1中性化速率影响系数Kk 0029 0030 表2保护层厚度。

21、影响系数Kc 0031 保护层厚度c(mm)5101520253040 Kc0.540.751.001.291.621.962.67 0032 表3局部环境影响系数Km 0033 局部环境系数m1.01.52.02.53.03.54.5 Km1.511.241.060.940.850.780.68 0034 (表3中， 局部环境系数按照表4取用) 0035 表4环境等级及局部环境系数m 说明书 2/11 页 10 CN 111693447 A 10 0036 0037 (5)确定钢筋开始锈蚀到混凝土屋面板耐久性失效的时间： 0038 混凝土屋面板的耐久性失效标志应按以下条件： 0039 1)对。

22、外观要求严格的工业建筑， 将混凝土保护层锈胀开裂作为耐久性失效标志； 0040 2)对外观要求一般的工业建筑， 将结构性能严重退化作为耐久性失效标志； 0041 若设置为条件1)， 0042 则钢筋开始锈蚀到混凝土屋面板耐久性失效的时间即钢筋开始锈蚀到保护层锈 胀开裂的时间tc， 应按下式计算： 0043 tcAHcHfHdHTHRHHm， 0044 式中， tc钢筋开始锈蚀到保护层锈胀开裂的时间(单位： 年)， 0045 A特定条件下(各项影响系数为1时)， 构件自钢筋开始锈蚀到保护层锈胀开裂 的时间(单位： 年)， 对室外板取A4.9， 对室内板取A11.0， 0046 Hc、 Hf、 H。

23、d、 HT、 HRH、 Hm保护层厚度、 混凝土强度、 钢筋直径、 环境温度、 环境湿度、 局部环境对保护层锈胀开裂时间的影响系数， 分别按照表5表10取用： 0047 表5保护层厚度影响系数Hc 0048 0049 表6混凝土强度影响系数Hf 0050 0051 表7钢筋直径影响系数Hd 说明书 3/11 页 11 CN 111693447 A 11 0052 0053 表8环境温度影响系数HT 0054 0055 表9环境湿度影响系数HRH 0056 0057 表10局部环境影响系数Hm 0058 0059 若设置为条件2)， 0060 则钢筋开始锈蚀到混凝土屋面板耐久性失效的时间即钢筋开。

24、始锈蚀到结构性能 严重退化的时间tc1， 应按下式计算： 0061 tclBFcFfFdFTFRHFm， 0062 式中， tcl钢筋开始锈蚀至结构性能严重退化的时间(单位： 年)， 0063 B特定条件下(各项影响系数为1时)， 构件自钢筋开始锈蚀至结构性能严重退 化的时间(单位： 年)， 对室外板取B8.09， 对室内板取B14.48， 0064 Fc、 Ff、 Fd、 FT、 FRH、 Fm保护层厚度、 混凝土强度、 钢筋直径、 环境温度、 环境湿度、 局部环境对结构性能严重退化时间的影响系数， 分别按照表11表16取用： 0065 表11保护层厚度影响系数Fc 说明书 4/11 页 1。

25、2 CN 111693447 A 12 0066 0067 表12混凝土强度影响系数Ff 0068 0069 表13钢筋直径影响系数Fd 0070 0071 0072 表14环境温度影响系数FT 0073 0074 表15环境湿度影响系数FRH 0075 0076 表16局部环境影响系数Fm 说明书 5/11 页 13 CN 111693447 A 13 0077 0078 (6)确定混凝土屋面板耐久性失效的时间： 0079 若步骤(5)设置为条件1)， 0080 则应按下列公式计算： 0081 tcrti+tc， 0082 式中， tcr保护层锈胀开裂的时间(单位： 年)； 0083 若步骤。

26、(5)设置为条件2)， 0084 则应按下列公式计算： 0085 tdti+tcl， 0086 式中， td结构性能严重退化的时间(单位： 年)； 0087 (7)确定混凝土屋面板耐久性剩余寿命tre： 0088 若步骤(5)设置为条件1)， 0089 则应按下列公式计算： 0090 tretcr-to， 0091 式中， tre混凝土屋面板耐久性剩余寿命(单位： 年)， 0092 tcr保护层锈胀开裂的时间(单位： 年)， 0093 to结构服役的时间(单位： 年)； 0094 若步骤(5)设置为条件2)， 0095 则应按下列公式计算： 0096 tretd-to， 0097 式中， tr。

27、e混凝土屋面板耐久性剩余寿命(单位： 年)， 0098 td结构性能严重退化的时间(单位： 年)， 0099 to结构服役的时间(单位： 年)。 0100 优选的， 所述步骤(2)长期监测中所述环境年平均温度T， 按下列公式计算： 0101 0102 式中， i天数。 0103 优选的， 所述步骤(2)长期监测中所述环境年平均湿度W， 按下列公式计算： 0104 0105 式中， i天数。 说明书 6/11 页 14 CN 111693447 A 14 0106 优选的， 所述步骤(2)长期监测中所述环境年平均CO2浓度C， 按下列公式计算： 0107 0108 式中， i天数。 0109 优。

28、选的， 所述步骤(3)混凝土中性化系数k， 根据以下公式进行确定： 0110 0111 式中， Kmc计算模式不定性随机变量， 主要反映中性化模型计算结果与实际测 试结果之间的差异， 基于大量的工程实例， 此处取0.996， 0112 kj角部修正系数， 此处取1.4， 0113环境CO2浓度影响系数， 此处可根据环境CO2浓度实时监测数据整理得到环 境年平均CO2浓度， 再代入以下公式确定： 0114 0115 式中C环境年平均CO2浓度， 0116 kp浇筑面影响系数， 此处可取1.2， 0117 ks工作应力影响系数， 对于混凝土板， 此处可取1.1， 0118 T环境年平均温度， 01。

29、19 W环境年平均湿度， 0120 fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值(MPa)。 0121 优选的， 所述步骤(5)取用表格时， 混凝土强度的数值可以按以下公式确定： 0122 1)当混凝土屋面板处于室内干燥环境下： 0123 fcu(0.0006t2+0.0016t+1.1222)fcuk， 0124 2)当混凝土屋面板处于腐蚀性潮湿环境下： 0125 fcu(-0.0003t2+0.0292t+0.7929)fcuk； 0126 3)当混凝土屋面板处于高温环境下： 0127 fcu(-0.0006t2+0.0672t+0.1184)fcuk； 0128 式中， t结构服役时间， 012。

30、9 fcuk混凝土设计强度， 0130 fcu中性化后混凝土强度。 0131 优选的， 所述监测参数在长期无线监测中实时获取， 专业人员不必在现场读数。 0132 优选的， 温湿度监测时所述温湿度传感器安装位置在屋面板端部和跨中。 0133 优选的， CO2浓度监测时所述CO2浓度传感器安装位置在屋面板端部和跨中。 0134 优选的， 用于长期监测的监测装置包括传感器、 无线网关和数据处理装置。 0135 本发明优点在于： 提供一种便捷、 有效的混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方法， 基于长期无线监测手段， 可在设备安装结束、 并完成初始检测后在长期无人监管情况下， 全 面、 实时掌握混凝土屋面。

31、板耐久性状态， 同时节省成本、 减少对生产的影响。 基于此， 实时存 入数据库的监测数值为后续屋面板损伤原因分析及加固修复等各阶段提供准确依据。 说明书 7/11 页 15 CN 111693447 A 15 0136 下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明， 但并不意味着对本发明保 护范围的限制。 附图说明 0137 图1为本发明实施方式提供的混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方法的流程图； 0138 图2为本发明一实施例提供的混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方法的流程图。 具体实施方式 0139 下面结合附图对本发明具体实施例作进一步详细描述。 0140 图1为本发明实施方式提供的混凝土。

32、屋面板耐久性剩余寿命评估方法的流程图， 图2为本发明一实施例提供的混凝土屋面板耐久性剩余寿命评估方法的流程图。 如图1所 示， 该评估方法包括步骤(1)： 0141 (1)初始检测。 部分参数在初始检测时由检测人员现场测得， 包括以下参数( )： 0142 混凝土屋面板中性化深度； 0143 混凝土强度； 0144 混凝土保护层厚度； 0145 钢筋直径； 0146 环境温度； 0147 环境湿度； 0148 (2)长期监测。 部分参数在长期无线监测中实时获取， 包括如下参数()： 0149 环境年平均温度： 对混凝土屋面板进行温度监测， 获得其所处环境温度值。 传感 器安装位置分别为屋面板两。

33、端和跨中位置， 并读取环境温度参数。 较佳的， 可采用温湿度传 感器， 且单块屋面板安装3个传感器， 每个传感器每天在早、 中、 晚各读取一次温度值， 分别 为T1、 T2、 T3、 T4、 T5、 T6、 T7、 T8、 T9， 此处温度以年为单位进行加权平均， 通过整理得到年平 均温度， 即 0150 0151 式中， i天数， 下同。 0152 环境年平均湿度： 对混凝土屋面板进行湿度监测， 获得其所处环境湿度值。 传感 器安装位置分别为屋面板两端和跨中位置， 并读取环境湿度参数。 较佳的， 可采用温湿度传 感器， 且单块屋面板安装3个传感器， 每个传感器每天在早、 中、 晚各读取一次湿。

34、度值， 分别 为W1、 W2、 W3、 W4、 W5、 W6、 W7、 W8、 W9， 此处湿度以年为单位进行加权平均， 通过整理得到年平 均湿度。 即 0153 0154 环境年平均CO2浓度： 说明书 8/11 页 16 CN 111693447 A 16 0155 对混凝土屋面板进行环境CO2浓度监测， 获得其所处环境CO2浓度值。 传感器安装 位置分别为屋面板两端和跨中位置， 并读取环境CO2浓度参数。 较佳的， 可采用CO2浓度传感 器， 且单块屋面板安装3个传感器， 每个传感器每天在早、 中、 晚各读取一次湿度值， 分别为 C1、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6、 C7、 C。

35、8、 C9， 此处环境CO2浓度以年为单位进行加权平均， 通过整理得到 年平均环境CO2浓度。 即 0156 0157 (3)确定混凝土中性化系数 0158 混凝土中性化系数k根据以下公式进行确定： 0159 0160 式中， Kmc计算模式不定性随机变量， 主要反映中性化模型计算结果与实际测 试结果之间的差异， 基于大量的工程实例， 此处取0.996； 0161 kj角部修正系数， 此处取1.4； 0162环境CO2浓度影响系数， 此处可根据环境CO2浓度实时监测数据整理得到年 平均环境CO2浓度， 再代入以下公式确定： 0163 0164 式中C环境年平均CO2浓度； 0165 kp浇筑面。

36、影响系数， 此处可取1.2； 0166 ks工作应力影响系数， 对于混凝土板， 此处可取1.1； 0167 T环境年平均温度； 0168 W环境年平均湿度； 0169 fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值(MPa)。 0170 (4)确定混凝土中的钢筋开始锈蚀时间ti 0171 混凝土中的钢筋开始锈蚀时间ti按照以下公式确定： 0172 ti15.2KkKcKm， 0173 其中， ti结构建成至钢筋开始锈蚀的时间； 0174 Kk、 Kc、 Km分别表示混凝土中性化速度、 保护层厚度、 局部环境对钢筋开始锈蚀 时间的影响系数， 分别按照表1表3取用。 0175 (5)确定钢筋开始锈蚀到混凝土。

37、屋面板耐久性失效的时间 0176 混凝土屋面板的耐久性失效标志应按以下规定： 0177 1)对外观要求严格的工业建筑， 将混凝土保护层锈胀开裂作为耐久性失效标志； 0178 2)对外观要求一般的工业建筑， 将结构性能严重退化作为耐久性失效标志。 0179 若设置为条件1)， 0180 则钢筋开始锈蚀到混凝土屋面板耐久性失效的时间即钢筋开始锈蚀到保护层锈 胀开裂的时间tc， 应按下式计算： 0181 tcAHcHfHdHTHRHHm， 说明书 9/11 页 17 CN 111693447 A 17 0182 式中， tc钢筋开始锈蚀到保护层锈胀开裂的时间(单位： 年)； 0183 A特定条件下(。

38、各项影响系数为1时)， 构件自钢筋开始锈蚀到保护层锈胀开裂 的时间(单位： 年)， 对室外板取A4.9； 对室内板取A11.0； 0184 Hc、 Hf、 Hd、 HT、 HRH、 Hm保护层厚度、 混凝土强度、 钢筋直径、 环境温度、 环境湿度、 局部环境对保护层锈胀开裂时间的影响系数， 分别按照表5表10取用。 0185 其中混凝土强度的数值可以按以下公式确定： 0186 1)当混凝土屋面板处于室内干燥环境下： 0187 fcu(0.0006t2+0.0016t+1.1222)fcuk 0188 式中， t结构服役时间； 0189 fcuk混凝土设计强度； 0190 fcu中性化后混凝土强。

39、度。 0191 2)当混凝土屋面板处于腐蚀性潮湿环境下： 0192 fcu(-0.0003t2+0.0292t+0.7929)fcuk 0193 3)当混凝土屋面板处于高温环境下 0194 fcu(-0.0006t2+0.0672t+0.1184)fcuk 0195 若设置为条件2)， 0196 则钢筋开始锈蚀到混凝土屋面板耐久性失效的时间即钢筋开始锈蚀到结构性能 严重退化的时间tc1， 应按下式计算： 0197 tclBFcFfFdFTFRHFm 0198 式中， tcl钢筋开始锈蚀至结构性能严重退化的时间(单位： 年)； 0199 B特定条件下(各项影响系数为1时)， 构件自钢筋开始锈蚀至。

40、结构性能严重退 化的时间(单位： 年)， 对室外板取B8.09； 对室内板取B14.48； 0200 Fc、 Ff、 Fd、 FT、 FRH、 Fm保护层厚度、 混凝土强度、 钢筋直径、 环境温度、 环境湿度、 局部环境对结构性能严重退化时间的影响系数， 分别按照表11表16取用。 0201 (6)确定混凝土屋面板耐久性失效的时间 0202 若步骤(5)设置为条件1)， 0203 则应按下列公式计算： 0204 tcrti+tc 0205 式中， tcr保护层锈胀开裂的时间(单位： 年)。 0206 若步骤(5)设置为条件2)， 0207 则应按下列公式计算： 0208 tdti+tcl 02。

41、09 式中， td结构性能严重退化的时间(单位： 年)。 0210 (7)确定混凝土屋面板耐久性剩余寿命tre 0211 若步骤(5)设置为条件1)， 0212 则应按下列公式计算： 0213 tretcr-to 0214 式中， tre混凝土屋面板耐久性剩余寿命(单位： 年)。 0215 tcr保护层锈胀开裂的时间(单位： 年)。 说明书 10/11 页 18 CN 111693447 A 18 0216 to结构服役的时间(单位： 年)。 0217 若步骤(5)设置为条件2)， 0218 则应按下列公式计算： 0219 tretd-to 0220 式中， tre混凝土屋面板耐久性剩余寿命(。

42、单位： 年)。 0221 td结构性能严重退化的时间(单位： 年)。 0222 to结构服役的时间(单位： 年)。 0223 例如， 在一个具体实施例中， 某炼钢厂房建成于2000年， 混凝土屋面板设计强度为 C20， 对外观要求一般， 初始检测时间为2009年， 其屋面板所处环境类别为II， 环境等级为 IIb， 初始检测中， 混凝土中性化深度为6mm， 混凝土强度为C20， 混凝土保护层厚度为20mm， 钢筋直径为8mm， 环境温度为20， 环境湿度为70。 在长期监测中， 在2015年， 屋面板混凝 土中性化后强度为为22.5MPa， 环境年平均温度为25， 环境年平均湿度为80， 环境。

43、年平 均CO2浓度为5， 代入公式得到， 混凝土中性化系数k为4.66， 混凝土中的钢筋开始锈蚀时 间ti为13.43年， 钢筋开始锈蚀到结构性能严重退化的时间tc1为34.82年， 则混凝土屋面板 耐久性剩余寿命tre为33.26年。 0224 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内， 所做的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明保护的范围之内。 说明书 11/11 页 19 CN 111693447 A 19 图1 说明书附图 1/2 页 20 CN 111693447 A 20 图2 说明书附图 2/2 页 21 CN 111693447 A 21 。