本發(fā)明涉及預(yù)測火災(zāi)破壞的混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命，并且更具體地說，涉及用于從火災(zāi)破壞的混凝土結(jié)構(gòu)收集極小量的樣品并且對其進(jìn)行化學(xué)分析以預(yù)測所述火災(zāi)破壞的混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命，以及通過用預(yù)先儲(chǔ)存在經(jīng)由實(shí)驗(yàn)建立的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(db)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行樣品數(shù)據(jù)的比較性分析來預(yù)測火災(zāi)破壞的混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

通常，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)長時(shí)間暴露于高溫(如在火等中)時(shí)，因?yàn)橛不囿w和聚集體顯示不同的膨脹和收縮特性，發(fā)生開裂或結(jié)構(gòu)變薄，并且物理性質(zhì)和防火性明顯降級。此時(shí)，發(fā)生孔結(jié)構(gòu)變化和化學(xué)變化，并且由末端部分的限制等產(chǎn)生的熱應(yīng)力可引起開裂，其引起混凝土劣化和剝落。

具體地說，除游離水(freewater)以外，硬化水泥體具有大量的化學(xué)結(jié)合水(chemically-bondedwater)，并且當(dāng)硬化體暴露于100℃或高于100℃時(shí)，其毛細(xì)孔中存在的游離水蒸發(fā)，并且發(fā)生1,300倍或大于1,300倍的體積膨脹。并且，漿料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變松散，其引起孔隙體積增加和發(fā)生開裂。

并且，當(dāng)加熱溫度進(jìn)一步上升到約180℃時(shí)，一部分化學(xué)結(jié)合水開始從硬化水泥體蒸發(fā)。硅酸鈣水合產(chǎn)物(其是硬化水泥體的堅(jiān)固性的核心水合物)的約20％水含量在約250℃到約350℃的范圍內(nèi)損失，并且大部分水含量在約400℃到700℃的范圍內(nèi)損失。在類似溫度范圍內(nèi)，氫氧化鈣(ca(oh)2)，其是混凝土中的游離堿金屬組分，也熱解成氧化鈣和水并且以化學(xué)方式受損。并且，因?yàn)槁晕⒋笮涂椎臄?shù)目增加并且硬度損失，硬化水泥體變得在結(jié)構(gòu)上極危險(xiǎn)。接著，當(dāng)混凝土在約1200℃或高于1200℃下長時(shí)間加熱時(shí)，混凝土從結(jié)構(gòu)表面熔融。

圖1是舉例說明在火災(zāi)期間混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度隨溫度增加而降低的圖。

如圖1中所示，混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土中的水泥水合物隨加熱溫度的增加而經(jīng)歷化學(xué)變化，并且水泥漿料和聚集物在高達(dá)約600℃的溫度下分別顯示相反的特性，即收縮和膨脹。此外，作為混凝土毛細(xì)孔中存在的游離水等的擴(kuò)增的結(jié)果，內(nèi)應(yīng)力逐漸增加，并且內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損。因此，機(jī)械特性(如堅(jiān)固性、彈性等)降級。根據(jù)質(zhì)量特征對混凝土的機(jī)械特性具有影響，這主要是由水泥漿料與聚集物之間的熱膨脹系數(shù)差引起的內(nèi)部破壞。

在本文中，降級程度根據(jù)所使用材料的類型、比例、材料老化等而變化并且呈現(xiàn)圖1中顯示的趨勢。換句話說，堅(jiān)固性在高達(dá)300℃下幾乎不降級，但在超過500℃時(shí)變成50％或低于50％。并且，在約700℃下，堅(jiān)固性可降級到室溫抗壓強(qiáng)度的約60％到80％范圍內(nèi)。因此，可發(fā)現(xiàn)當(dāng)混凝土被火加熱到高溫時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度顯著降級。并且，可發(fā)現(xiàn)彈性模數(shù)由于熱量而降低并且在500℃下幾乎減半。這是因?yàn)楫?dāng)混凝土被加熱到高溫時(shí)，混凝土失去彈性并且逐漸變得塑性。

同時(shí)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，這類混凝土結(jié)構(gòu)的效能由于其微觀結(jié)構(gòu)變化而降級。微觀結(jié)構(gòu)中的這類變化可使用使氮在氮的沸點(diǎn)(-195.8℃)下吸附到混凝土結(jié)構(gòu)上以測量其孔結(jié)構(gòu)的氣體吸附方法，由孔分布或孔結(jié)構(gòu)特征鑒別。

為了基于這類混凝土結(jié)構(gòu)中的滅火機(jī)理來測定是否再使用火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)和其損壞程度，必須精確診斷混凝土結(jié)構(gòu)的性能降級。

然而，至今，尚無專家或技術(shù)可邏輯上說明已發(fā)生火災(zāi)的混凝土結(jié)構(gòu)的火災(zāi)損壞程度。換句話說，因?yàn)槠駷橹股袩o用于診斷火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)，因此無法進(jìn)行適合的評估。因此，必須研發(fā)用于預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的評估工具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)難題

為了解決上述問題，本發(fā)明涉及提供用于預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的系統(tǒng)和方法，其能夠通過對火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的樣品進(jìn)行化學(xué)分析來獲得樣品數(shù)據(jù)，并且通過比較所獲得的樣品數(shù)據(jù)與預(yù)先儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(db)中的數(shù)據(jù)來快速預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命。

本發(fā)明涉及提供用于預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的系統(tǒng)和方法，其能夠精確和科學(xué)地評估火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的火災(zāi)損壞程度，使得可適當(dāng)?shù)鼐S修和加固火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)。

技術(shù)解決方案

本發(fā)明的一個(gè)方面提供用于預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含：從火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)收集并且加工成用于化學(xué)分析的樣本的火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)樣品；混凝土結(jié)構(gòu)殘余使用壽命預(yù)測單元，其經(jīng)配置以通過比較樣品數(shù)據(jù)與預(yù)先儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(db)中的數(shù)據(jù)來診斷火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的火災(zāi)損壞，并且評估火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命；以及通過儲(chǔ)存通過實(shí)驗(yàn)預(yù)先獲得的數(shù)據(jù)而建立的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫，其中所述標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)化和儲(chǔ)存通過使用火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)診斷裝置進(jìn)行精確實(shí)驗(yàn)而獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

本文中，對于x射線衍射(xrd)分析、布魯諾爾-艾米特-泰勒(brunauer-emmett-teller；bet)分析以及加速碳酸化(carbonation)分析測試，火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)診斷裝置可通過每當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)樣本的加熱溫度升高50℃便進(jìn)行一次測量來進(jìn)行總共20次測量，并且接著儲(chǔ)存每個(gè)數(shù)據(jù)段以建立標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫。

本文中，可通過使用移動(dòng)式巖心鉆在混凝土結(jié)構(gòu)中鉆孔達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)，精確加工并且接著使用瑪瑙研缽細(xì)磨以加工成用于化學(xué)分析的樣本來收集火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)樣品。

本文中，混凝土結(jié)構(gòu)殘余使用壽命預(yù)測單元可包含：化學(xué)分析單元，其經(jīng)配置以通過對加工成用于化學(xué)分析的樣本的火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)樣品進(jìn)行化學(xué)分析來獲得樣品數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析單元，其經(jīng)配置以通過比較由化學(xué)分析單元獲得的樣品數(shù)據(jù)與預(yù)先儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)來分別預(yù)測火災(zāi)損壞溫度、孔結(jié)構(gòu)以及碳酸化深度；以及火災(zāi)損壞診斷和殘余使用壽命評估單元，其經(jīng)配置以根據(jù)由數(shù)據(jù)分析單元分析的火災(zāi)損壞溫度、孔結(jié)構(gòu)以及碳酸化深度來診斷火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)樣品的火災(zāi)損壞并且評估火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)樣品的殘余使用壽命。

本文中，數(shù)據(jù)分析單元可包含：火災(zāi)損壞溫度預(yù)測單元，其經(jīng)配置以通過比較由化學(xué)分析單元獲得的樣品數(shù)據(jù)與預(yù)先儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫中的損壞溫度數(shù)據(jù)來預(yù)測火災(zāi)損壞溫度；孔結(jié)構(gòu)預(yù)測單元，其經(jīng)配置以通過比較由化學(xué)分析單元獲得的樣品數(shù)據(jù)與預(yù)先儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫中的溫度特定孔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來預(yù)測溫度特定孔結(jié)構(gòu)；以及碳酸化深度預(yù)測單元，其經(jīng)配置以通過比較由化學(xué)分析單元獲得的樣品數(shù)據(jù)與預(yù)先儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫中的孔結(jié)構(gòu)特定碳酸化深度數(shù)據(jù)來預(yù)測碳酸化深度。

本文中，標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫可包含：損壞溫度數(shù)據(jù)庫，其經(jīng)配置以儲(chǔ)存與火災(zāi)損壞溫度一致并且通過火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的x射線衍射分析獲得的實(shí)時(shí)化學(xué)性質(zhì)變化數(shù)據(jù)；溫度特定孔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，其經(jīng)配置以儲(chǔ)存與火災(zāi)損壞溫度一致并且通過火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的布魯諾爾-艾米特-泰勒(brunauer-emmett-teller；bet)分析獲得的孔結(jié)構(gòu)特征變化數(shù)據(jù)；以及孔結(jié)構(gòu)特定碳酸化深度數(shù)據(jù)庫，其經(jīng)配置以儲(chǔ)存與孔結(jié)構(gòu)變化一致并且通過火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的碳酸化分析獲得的碳酸化深度數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的另一個(gè)方面提供用于預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的方法，所述方法包含：a)從火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)收集樣品并且精確切割樣品；b)對精確切割樣品進(jìn)行化學(xué)分析；c)比較由進(jìn)行化學(xué)分析獲得的樣品數(shù)據(jù)與儲(chǔ)存在預(yù)先建立的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)；d)對應(yīng)于來自標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫的樣品數(shù)據(jù)分別預(yù)測火災(zāi)損壞溫度、孔結(jié)構(gòu)以及碳酸化深度；以及e)根據(jù)火災(zāi)損壞溫度、孔結(jié)構(gòu)以及碳酸化深度來診斷火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的火災(zāi)損壞和評估其殘余使用壽命，其中標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)化和儲(chǔ)存通過使用火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)診斷裝置進(jìn)行精確實(shí)驗(yàn)而獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

有利作用

根據(jù)本發(fā)明，可通過對火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的樣品進(jìn)行化學(xué)分析來獲得樣品數(shù)據(jù)，并且通過比較所獲得的樣品數(shù)據(jù)與預(yù)先儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)來快速預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命。

根據(jù)本發(fā)明，可精確和科學(xué)地評估火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的火災(zāi)損壞程度，使得可適當(dāng)?shù)鼐S修和加固火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)。因此，預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命，并且考慮適合的維修和加固時(shí)間來管理混凝土結(jié)構(gòu)，使得可改良混凝土結(jié)構(gòu)的性能。

附圖說明

圖1是舉例說明在火災(zāi)期間混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度隨溫度增加而降低的圖。

圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的用于預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的系統(tǒng)的配置的圖。

圖3是舉例說明根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的通過用于預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的系統(tǒng)建立的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫的圖。

圖4是舉例說明根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的用于預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的系統(tǒng)中的用于化學(xué)分析的x射線衍射分析裝置的圖。

圖5a到圖5c是舉例說明混凝土結(jié)構(gòu)的x射線衍射分析結(jié)果的圖。

圖6a是顯示根據(jù)加熱溫度的孔徑的孔分布的圖，并且圖6b是顯示根據(jù)加熱溫度的細(xì)孔比的圖。

圖7是說明由碳酸化引起的混凝土性能降級的步驟圖。

圖8a是顯示碳酸化深度和覆蓋厚度的機(jī)率分布的圖，并且圖8b是顯示極限狀態(tài)功能的機(jī)率分布的圖。

圖9是舉例說明極限狀態(tài)中混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的圖。

圖10是說明根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的方法的操作流程圖。

圖11是說明根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的方法的詳細(xì)操作流程圖。

具體實(shí)施方式

下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的例示性實(shí)施例，使得本發(fā)明所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可實(shí)施本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以多種不同形式實(shí)施并且不限于本文中所描述的實(shí)施例。為了清楚地描述本發(fā)明，附圖中將省略與說明無關(guān)的部分，并且在本說明書中類似部分由類似參考數(shù)字指示。

在整個(gè)本說明書中，當(dāng)某一部分“包含”某一組分時(shí)，除非另有具體說明，否則所述說明意指可進(jìn)一步包含另一組分并且不排除另一組分。此外，本說明書中使用的如“單元”等術(shù)語是指用于處理至少一種功能或操作并且可由硬件、軟件或其組合實(shí)施的單元。

[用于預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的系統(tǒng)]

圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的用于預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的系統(tǒng)的配置的圖，并且圖3是舉例說明根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例由用于預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的系統(tǒng)建立的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫的圖。

參考圖2和圖3，根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的用于預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的系統(tǒng)通常包含火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)樣品(100)、混凝土結(jié)構(gòu)殘余使用壽命預(yù)測單元(200)、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)以及火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)診斷裝置(400)，并且混凝土結(jié)構(gòu)殘余使用壽命預(yù)測單元(200)包含化學(xué)分析單元(210)、數(shù)據(jù)分析單元(220)以及火災(zāi)損壞診斷和殘余使用壽命評估單元(230)。

通過例如使用移動(dòng)式巖心鉆在混凝土結(jié)構(gòu)中鉆孔達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)并且精確加工來從火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)收集火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)樣品(100)。本文中，樣品(100)可具有多種尺寸，并且優(yōu)選尺寸是10毫米直徑×40毫米長度。并且，使用激光切割機(jī)等精確切割所收集的火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)樣品(100)。舉例來說，可將所收集的火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)樣品(100)切割成多種尺寸，并且可通過每次剪切火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)10毫米來根據(jù)深度制備總共四種樣品。四種火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)樣品(100)中的每一個(gè)使用瑪瑙研缽等細(xì)磨以加工成用于化學(xué)分析的樣本。本文中，瑪瑙研缽指由瑪瑙制成并且在實(shí)驗(yàn)室中用于使固體礦物質(zhì)樣本破碎的手工研磨機(jī)。

混凝土結(jié)構(gòu)殘余使用壽命預(yù)測單元(200)通過對已加工成用于化學(xué)分析的樣本的火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)樣品(100)進(jìn)行化學(xué)分析來獲得樣品數(shù)據(jù)，并且通過比較所獲得的樣品數(shù)據(jù)與預(yù)先儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)中的數(shù)據(jù)來分別預(yù)測火災(zāi)損壞溫度、孔結(jié)構(gòu)以及碳酸化深度，以便診斷火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)樣品(100)的火災(zāi)損壞和評估其殘余使用壽命。

具體地說，混凝土結(jié)構(gòu)殘余使用壽命預(yù)測單元(200)的化學(xué)分析單元(210)對已加工成用于化學(xué)分析的樣本的火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)樣品(100)進(jìn)行化學(xué)分析并且獲得樣品數(shù)據(jù)。

混凝土結(jié)構(gòu)殘余使用壽命預(yù)測單元(200)的數(shù)據(jù)分析單元(220)比較由化學(xué)分析單元(210)獲得的樣品數(shù)據(jù)與預(yù)先儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)中的數(shù)據(jù)以分別預(yù)測火災(zāi)損壞溫度、孔結(jié)構(gòu)以及碳酸化深度。

本文中，數(shù)據(jù)分析單元(220)可包含火災(zāi)損壞溫度預(yù)測單元(221)、孔結(jié)構(gòu)預(yù)測單元(222)以及碳酸化深度預(yù)測單元(223)。具體地說，數(shù)據(jù)分析單元(220)的火災(zāi)損壞溫度預(yù)測單元(221)比較由化學(xué)分析單元(210)獲得的樣品數(shù)據(jù)與預(yù)先儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)的損壞溫度數(shù)據(jù)庫(310)中的數(shù)據(jù)并且預(yù)測火災(zāi)損壞溫度。數(shù)據(jù)分析單元(220)的孔結(jié)構(gòu)預(yù)測單元(222)比較樣品數(shù)據(jù)與預(yù)先儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)的溫度特定孔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(320)中的數(shù)據(jù)并且預(yù)測溫度特定孔結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)分析單元(220)的碳酸化深度預(yù)測單元(223)比較樣品數(shù)據(jù)與預(yù)先儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)的孔結(jié)構(gòu)特定碳酸化深度數(shù)據(jù)庫(330)中的數(shù)據(jù)并且預(yù)測碳酸化深度。

混凝土結(jié)構(gòu)殘余使用壽命預(yù)測單元(200)的火災(zāi)損壞診斷和殘余使用壽命評估單元(230)診斷火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)樣品(100)的火災(zāi)損壞并且根據(jù)由數(shù)據(jù)分析單元(220)分析的火災(zāi)損壞溫度、孔結(jié)構(gòu)以及碳酸化深度來評估殘余使用壽命。

標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(standardizeddatabase：300)標(biāo)準(zhǔn)化和儲(chǔ)存通過使用火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)診斷裝置(400)進(jìn)行的精確實(shí)驗(yàn)而獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并且所述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用作由化學(xué)分析單元(210)獲得的樣品數(shù)據(jù)的比較數(shù)據(jù)。這類數(shù)據(jù)比較方法與例如在分析未知元素時(shí)使用現(xiàn)有數(shù)據(jù)查找元素名稱的方法類似。根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)包含損壞溫度數(shù)據(jù)庫(310)、溫度特定孔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(320)以及孔結(jié)構(gòu)特定碳酸化深度數(shù)據(jù)庫(330)。

標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)的損壞溫度數(shù)據(jù)庫(310)儲(chǔ)存通過火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的如x射線衍射(xrd)分析等的化學(xué)分析獲得的與火災(zāi)損壞溫度一致的實(shí)時(shí)化學(xué)性質(zhì)變化數(shù)據(jù)。

標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)的溫度特定孔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(320)儲(chǔ)存通過火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的孔隙體積分析裝置(如布魯諾爾-艾米特-泰勒分析等)獲得的與火災(zāi)損壞溫度一致的孔結(jié)構(gòu)特征變化數(shù)據(jù)。

標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)的孔結(jié)構(gòu)特定碳酸化深度數(shù)據(jù)庫(330)儲(chǔ)存通過火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的加速碳酸化分析獲得的與孔結(jié)構(gòu)變化一致的碳酸化深度數(shù)據(jù)。

對于x射線衍射分析、布魯諾爾-艾米特-泰勒(brunauer-emmett-teller；bet)分析以及加速碳酸化(carbonation)分析，火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)診斷裝置(400)可通過每當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)樣本的加熱溫度升高50℃便進(jìn)行一次測量來進(jìn)行總共20次測量，并且接著儲(chǔ)存每個(gè)數(shù)據(jù)段以建立標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)。此時(shí)，作為x射線衍射分析、布魯諾爾-艾米特-泰勒分析以及加速碳酸化(carbonation)分析的共同測試條件，將樣本從20℃加熱到1000℃，并且分析和儲(chǔ)存結(jié)果。本文中，用于分析化學(xué)性質(zhì)變化、孔結(jié)構(gòu)特征變化以及碳酸化深度變化的x射線衍射裝置、布魯諾爾-艾米特-泰勒裝置以及加速碳酸化(carbonation)測試裝置是分析設(shè)備的任意實(shí)例，并且可通過其它設(shè)備進(jìn)行分析。舉例來說，可通過電感耦合等離子體(inductivelycoupledplasma)分析化學(xué)性質(zhì)變化，并且可通過孔率(porosimetry)測定法分析孔結(jié)構(gòu)特征。

同時(shí)，如圖3中所示，火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)診斷裝置(400)可進(jìn)行x射線衍射分析、布魯諾爾-艾米特-泰勒分析以及加速碳酸化(carbonation)分析并且將由其獲得的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)中，并且標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)可共同提供到多個(gè)終端，使用所述終端通過網(wǎng)絡(luò)(web)、數(shù)字卡(digitalcard)等建立根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的用于預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的系統(tǒng)。

舉例來說，韓國預(yù)拌混凝土(ready-mixedconcrete)制造商根據(jù)混合條件生產(chǎn)不同類型的混凝土并且將所生產(chǎn)的混凝土運(yùn)送到各個(gè)地點(diǎn)?？赏ㄟ^分析如上文所描述的韓國常用的所有類型的混合條件特定預(yù)拌混凝土來建立標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)，并且可通過標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)提供用于預(yù)測大部分火災(zāi)受損韓國建筑物結(jié)構(gòu)的殘余壽命的信息。換句話說，第一個(gè)混凝土混合物殘余使用壽命預(yù)測單元(200a)可預(yù)測關(guān)于第一混凝土混合物樣品(100a)的火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命，第二個(gè)混凝土混合物殘余使用壽命預(yù)測單元(200b)可預(yù)測關(guān)于第二混凝土混合物樣品(100b的火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命，并且第n個(gè)混凝土混合物殘余使用壽命預(yù)測單元(200n)可預(yù)測關(guān)于第n個(gè)混凝土混合物樣品(100n)的火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命。

同時(shí)，圖4是舉例說明根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的用于預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的系統(tǒng)中用于化學(xué)分析的x射線衍射分析裝置的圖，并且圖5a到圖5c是舉例說明混凝土結(jié)構(gòu)的x射線衍射分析結(jié)果的圖。

根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的系統(tǒng)使用如圖4中所示的x射線衍射分析(x-raydiffraction：xrd)裝置對火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行化學(xué)分析。

具體地說，x射線衍射分析是朝向混凝土結(jié)構(gòu)樣品的表面發(fā)射x射線并且接著通過分析所反射的x射線的折射角來定性和定量鑒別樣本的化學(xué)成分的方法，并且在所述方法中，將混凝土結(jié)構(gòu)樣品研磨成細(xì)粉末并且進(jìn)行化學(xué)分析以鑒別代表粉末狀樣品的化學(xué)成分的化學(xué)元素標(biāo)志。以這類x射線衍射分析為基礎(chǔ)的反應(yīng)產(chǎn)物分析是用于在不進(jìn)行化學(xué)分析情況下容易地鑒別組成所有材料的礦石的反應(yīng)產(chǎn)物的分析方法并且被進(jìn)行以評估混凝土結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)和測定混凝土結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)異常的原因。

圖5a是說明水合產(chǎn)物和反應(yīng)產(chǎn)物的主峰指示物的圖，并且圖5b和圖5c顯示混凝土結(jié)構(gòu)的參考樣本的x射線衍射分析結(jié)果。本文中，混凝土水合作用涉及氧化鈣與水反應(yīng)以形成氫氧化鈣，并且csh凝膠、ch以及cs是水泥的主要組分。因此，混凝土的x射線衍射分析使得有可能定量評估由高溫引起的混凝土中水泥水合物的變化以及評估火災(zāi)溫度和溫度持續(xù)時(shí)間。

具體地說，圖5b和圖5c中顯示將未受火災(zāi)損壞的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的樣本(其是參考樣本)在電爐中加熱到100℃到1,000℃的范圍的結(jié)果。

根據(jù)分析結(jié)果，ca(oh)2在最高400℃下存在。然而，在600℃或高于600℃下，大部分ch組分消失，同時(shí)出現(xiàn)cao組分并且其含量隨溫度升高而增加。這是因?yàn)殡S著在火災(zāi)期間混凝土溫度升高，氫氧化鈣分解并且方解石(caco3)分解成cao。

一個(gè)樣本的表面部分達(dá)到800℃時(shí)，ca(oh)2(其是水泥水合產(chǎn)物)和caco3(其是方解石)完全分解并且其峰消失，但明顯形成cao的峰?？砂l(fā)現(xiàn)，ca(oh)2完全分解但caco3(其是方解石)在分析中始終存在。另一方面，在樣本內(nèi)部，ca(oh)2評估為在400℃下完全不分解。

因此，對于x射線衍射分析測試，上述火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)診斷裝置(400)通過每當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)樣本的加熱溫度升高50℃便進(jìn)行一次測量來進(jìn)行總共20次測量，并且接著儲(chǔ)存每個(gè)數(shù)據(jù)段以建立標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)的損壞溫度數(shù)據(jù)庫(310)。根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例，將所制造的樣本研磨成細(xì)粉末并且接著經(jīng)歷x射線衍射分析。以這種方式，定性分析混凝土的反應(yīng)產(chǎn)物，并且定量分析多少水泥水合物由于高溫發(fā)生變化和變成何種材料，使得可發(fā)現(xiàn)混凝土如何根據(jù)火災(zāi)的溫度反應(yīng)和產(chǎn)生哪些類別的產(chǎn)物。

同時(shí)，根據(jù)布魯諾爾-艾米特-泰勒(brunauer-emmett-teller；bet)分析，將混凝土結(jié)構(gòu)樣品插入樣品管中，并且接著向樣品管中注射氮?dú)馐沟玫獨(dú)馕降綐颖旧喜⑶矣善浣馕?，并且可以這種方式測量孔徑分布。使用這類布魯諾爾-艾米特-泰勒分析測量具有相對較小半徑的孔。

具體地說，通常使用由布魯諾爾、艾米特以及泰勒研發(fā)的布魯諾爾-艾米特-泰勒(bet)分析方法測量多孔吸附物的表面區(qū)域。這類布魯諾爾-艾米特-泰勒分析方法是使用吸附等溫線鑒別單層吸附點(diǎn)并且從單層吸附點(diǎn)獲得樣品的表面區(qū)域的測量方法。通過使用三個(gè)假設(shè)將朗格繆爾單層吸附理論(langmuir'smonolayeradsorptiontheory)擴(kuò)展成多層吸附理論，這類布魯諾爾-艾米特-泰勒分析方法提供為以下方程式1，即(a)表面能是均勻的，(b)所吸附的分子之間不存在相互作用以及(c)兩個(gè)或超過兩個(gè)層的所有吸附溫度是相同的。

[方程式1]

本文中，ν表示在平衡壓力下的吸附量，νm表示單層吸附量，p表示吸附平衡壓力，p0表示飽和蒸氣壓，并且p/p0表示相對壓力，并且本文中c提供為

因此，當(dāng)已知來自固體表面的單層吸附量νm時(shí)，可使用分子占據(jù)截面面積吸附(氮的面積是0.162平方納米)計(jì)算比表面積s，如以下方程式2中所示。

[方程式2]

s(m²/g)＝4.35vm(cm³/g)

這類用于測量混凝土結(jié)構(gòu)的孔結(jié)構(gòu)的氮?dú)馕绞腔谝韵略恚阂驗(yàn)樵跉怏w吸附到固體表面上時(shí)相對壓力p/p0增加到最高飽和蒸氣壓p0，單層進(jìn)一步形成多層，并且孔中發(fā)生毛細(xì)管縮合以及吸附。

具體地說，在進(jìn)行這類氣體吸附測量之前，用加熱袋覆蓋插入有混凝土結(jié)構(gòu)樣本的單元(cell)并且經(jīng)歷真空抽吸以用于預(yù)處理，將液氮插入杜瓦瓶(dewar)中，并且將少量吸附氣體分階段引入樣本單元(cell)中。此時(shí)，當(dāng)填充有液氮的杜瓦瓶置放于樣本單元(cell)上以冷卻所述單元時(shí)，所引入的氮?dú)庖晕锢矸绞轿?。因此，由這類氮?dú)馕綔y量測定的孔結(jié)構(gòu)的性質(zhì)值可指示比表面積(s)、孔結(jié)構(gòu)以及孔分布。

接著，下文將詳細(xì)描述混凝土結(jié)構(gòu)樣本中與加熱溫度一致的孔結(jié)構(gòu)變化。

圖6a是顯示與加熱溫度一致的孔徑的孔分布的圖，并且顯示與使用前述氮?dú)馕降幕炷两Y(jié)構(gòu)的暴露溫度條件一致的具有約0.001微米到約0.1微米的尺寸的孔的分布。本文中，隨著每個(gè)樣本的加熱溫度升高，0.01微米或小于0.01微米的細(xì)孔的孔隙體積減小，同時(shí)0.01微米或大于0.01微米的孔的孔隙體積增加。

當(dāng)溫度升高到高達(dá)200℃時(shí)，混凝土中的游離水、凝膠水以及毛細(xì)管水蒸發(fā)使得混凝土收縮，并且漿料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變松散使得細(xì)孔的孔隙體積(約0.01微米或小于0.01微米)增加。然而，在約300℃下，水合物的一部分c-s-h層間水和以化學(xué)方式結(jié)合的水消失。并且，在400℃到700℃范圍內(nèi)，因?yàn)闅溲趸}(ca(oh)2)分解，脫水體積由于溫度升高而增加，并且細(xì)孔的直徑(約0.01微米或小于0.01微米)增加使得細(xì)孔的孔隙體積(約0.01微米或小于0.01微米)減小。

因此，整體趨勢表明，在通過氮?dú)馕綔y量的孔徑(約0.001微米到約0.1微米)范圍內(nèi)，孔隙體積隨加熱溫度升高而減小。

圖6b是顯示與水/水泥(w/c)變化和加熱溫度條件一致的細(xì)孔比的圖，并且顯示可通過氮?dú)馕綔y量的0.1微米或小于0.1微米的細(xì)孔的孔隙體積。如圖6b中所示，0.1微米或小于0.1微米的孔是極細(xì)孔，并且因此對混凝土的整體孔隙體積不具有顯著影響。然而，判斷甚至當(dāng)0.1微米或小于0.1微米的細(xì)孔減少時(shí)，0.1微米或大于0.1微米的大型孔增加，并且因此混凝土的整體孔隙體積隨加熱溫度升高而增加。因此，孔隙體積的這類變化是由加熱溫度升高以及毛細(xì)管數(shù)目、凝膠數(shù)目等的脫水引起的細(xì)孔破壞和氫氧化鈣分解引起。

因此，根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例，有可能發(fā)現(xiàn)加熱溫度，即與火災(zāi)損壞溫度一致的孔徑分布，并且對于布魯諾爾-艾米特-泰勒分析測試，上述火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)診斷裝置(400)可通過每當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)樣本的加熱溫度增加50℃便進(jìn)行一次測量來進(jìn)行總共20次測量，并且接著儲(chǔ)存每個(gè)數(shù)據(jù)段以建立標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)的溫度特定孔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(320)。

同時(shí)，加速碳酸化(carbonation)分析是包括以下步驟的方法：將樣品插入腔室，將高度濃縮的二氧化碳引入腔室以促進(jìn)反應(yīng)，并且接著通過切割樣品來測量所引入的二氧化碳與樣品中存在的氫氧化鈣之間的反應(yīng)深度。使用這類測量值，有可能測定二氧化碳的滲透深度和預(yù)測混凝土的耐久壽命，即火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命。

具體地說，混凝土碳酸化描述如下。水泥(其是鋼筋混凝土的主要材料)是具有約13到約15的ph值的強(qiáng)堿性，并且混凝土中的加固棒在一般環(huán)境中不腐蝕。然而，混凝土結(jié)構(gòu)中的加固棒可能處于腐蝕性環(huán)境中，即由空氣中的二氧化碳碳酸化。換句話說，一氧化碳和二氧化物的排放量隨現(xiàn)代城市發(fā)展而增加，并且主要建筑物的碳酸化因此加速。具體地說，混凝土的孔隙體積與二氧化碳的滲透率緊密相關(guān)，并且因此成為用于測定混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的最重要因子。

在ph值是11或大于11的環(huán)境中，混凝土中的加固棒由氧化物鈍化膜覆蓋，并且因此即使在混凝土中存在氧時(shí)也不會(huì)腐蝕。然而，當(dāng)碳酸化到達(dá)加固棒并且ph值下降到低于11時(shí)，加固棒被腐蝕。本文中，碳酸化到達(dá)加固棒的時(shí)間明顯與混凝土的孔隙體積成比例。當(dāng)存在高孔隙體積時(shí)，到達(dá)加固棒的速率增加。通常，孔隙體積隨w/c增加而增加。然而，當(dāng)混凝土處于具體情形(如火災(zāi))中時(shí)，孔隙體積以指數(shù)方式增加，并且混凝土的耐久壽命由于碳酸化而縮短。

圖7是說明由碳酸化引起的混凝土性能降級的圖。如圖7的(a)中所示，在第一碳酸化步驟中，材料和強(qiáng)度幾乎沒有變化并且僅存在由干燥收縮引起的小裂縫。如圖7的(b)中所示，在第二碳酸化步驟中，混凝土中由于生銹而產(chǎn)生膨脹壓力并且產(chǎn)生裂縫。如圖7的(c)中所示，在第三碳酸化步驟中，加固棒上的水泥開始膨脹并且裂縫延伸到混凝土表面。因此，空氣和水滲透變得嚴(yán)重并且引起其它惡化，如冷凍損壞等，并且有可能發(fā)現(xiàn)銹水。如圖7的(d)中所示，在第四碳酸化步驟中，加固棒上的水泥涂層破碎，加固棒開始暴露并且截面積減小。最終，如圖7的(e)中所示，在第五碳酸化步驟中，加固棒上的大部分水泥消失并且加固棒暴露于空氣并且失去耐久性。

這類混凝土碳酸化在混凝土的外部部分暴露于二氧化碳時(shí)開始并且逐漸進(jìn)行。然而，二氧化碳應(yīng)通過已被碳酸化的混凝土表面中所包含的孔擴(kuò)散，并且因此碳酸化速率逐漸降低。本文中，在具有均勻濕度的環(huán)境中，碳酸化深度與時(shí)間的平方根成比例地增加。這與二氧化碳與孔系統(tǒng)之間的相互相用相關(guān)，并且可如以下方程式3中所示來表示碳酸化深度c。

[方程式3]

混凝土碳酸化速率與時(shí)間的平方根成比例或呈類似形式。當(dāng)碳酸化深度是c并且覆蓋厚度是d時(shí)，關(guān)于碳酸化的覆蓋厚度的安全邊界可定義為m＝d-c。假設(shè)碳酸化深度c到達(dá)加固棒的時(shí)間是關(guān)于碳酸化的使用壽命，安全邊界表示關(guān)于碳酸化的極限狀態(tài)，其中m是極限。因此，混凝土結(jié)構(gòu)的碳酸化深度到達(dá)其加固棒的時(shí)間可以是關(guān)于碳酸化的結(jié)構(gòu)耐久壽命，并且有可能通過排除測量時(shí)間來獲得結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命。極限狀態(tài)函數(shù)可由方程式4表示。

[方程式4]

m(x,t)＝d(x,t)-c(x,t)

本文中，m(x,t)表示關(guān)于碳酸化的極限狀態(tài)，d(x,t)表示碳酸化深度并且c(x,t)表示覆蓋厚度。

并且，因?yàn)橥ㄟ^混凝土結(jié)構(gòu)的精確安全性診斷獲得的碳酸化深度數(shù)據(jù)可視為各部分的機(jī)率分布，可通過分析所測量的部分特定碳酸化深度數(shù)據(jù)來計(jì)算每個(gè)部分的機(jī)率性特征值，如平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等。以相同方式，因?yàn)榉植几采w厚度值也可以視為相同部分中由設(shè)計(jì)和建筑誤差引起的隨機(jī)變量，可通過分析所測量的覆蓋厚度數(shù)據(jù)來計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。

圖8a是顯示碳酸化深度c和覆蓋厚度d的機(jī)率分布的圖，并且圖8b是顯示關(guān)于碳酸化的極限狀態(tài)函數(shù)m的機(jī)率分布的圖。本文中，每條曲線表示概率密度函數(shù)。

具體地說，假設(shè)碳酸化深度c的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差分別是μc和σc，覆蓋厚度d的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差分別是μd和σd，并且碳酸化深度和覆蓋厚度的分布是正態(tài)分布，那么關(guān)于碳酸化的極限狀態(tài)函數(shù)m也變成正態(tài)分布。本文中，極限狀態(tài)函數(shù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差分別由以下方程式5和方程式6給出。

[方程式5]

μm＝μd-μc

[方程式6]

如圖8b中所示，累積分布函數(shù)(cumulativedistributionfunction)(即pf)是0或小于0可稱為碳酸化深度增加到覆蓋厚度并且到達(dá)加固棒的機(jī)率。

本文中，pf是通過以概率方式接近覆蓋厚度以及碳酸化深度或碳酸化發(fā)展趨勢的分布而計(jì)算的值。因此，通過統(tǒng)計(jì)推理獲得總使用壽命和基于這類殘余使用壽命評估模型的結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命。

圖9是舉例說明極限狀態(tài)中混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的圖，并且pf的極限可具有0到1的范圍。舉例來說，為了獲得保守性評估值，pf變成0.5的時(shí)間可以是混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命，如圖9中所示。

因此，對于加速碳酸化(carbonation)分析測試，上述火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)診斷裝置(400)通過每當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)樣本的加熱溫度升高50℃便進(jìn)行一次測量來進(jìn)行總共20次測量，并且接著儲(chǔ)存每個(gè)數(shù)據(jù)段以建立標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)的孔結(jié)構(gòu)特定碳酸化深度數(shù)據(jù)庫(330)。

根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例，可通過對火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的樣品進(jìn)行化學(xué)分析來獲得樣品數(shù)據(jù)，并且通過比較所獲得的樣品數(shù)據(jù)與預(yù)先儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)來快速預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命。

根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例，因?yàn)榭删_和科學(xué)地評估火災(zāi)損壞程度，因此可進(jìn)行適合的修復(fù)和加固。換句話說，可通過預(yù)測混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命和通過考慮適合的修復(fù)和加固時(shí)間來管理混凝土結(jié)構(gòu)來改良火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的性能。

[預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的方法]

圖10是說明根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的方法的操作流程圖。

參考圖10，根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的方法首先涉及從火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)收集樣品(100)和精確切割樣品(100)(s110)。本文中，通過使用移動(dòng)式巖心鉆在混凝土結(jié)構(gòu)中鉆孔達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)來收集樣品(100)，精確加工并且接著使用瑪瑙研缽細(xì)磨以加工成用于化學(xué)分析的樣本。

隨后，對精確切割樣品(100)進(jìn)行化學(xué)(x射線衍射)分析(s120)。接著，使用化學(xué)分析的數(shù)據(jù)作為初始輸入數(shù)據(jù)。

隨后，比較進(jìn)行化學(xué)分析的樣品數(shù)據(jù)與預(yù)先建立的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)(s130)。本文中，標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)標(biāo)準(zhǔn)化由使用火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)診斷裝置(400)進(jìn)行的精確實(shí)驗(yàn)而獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并且儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對于x射線衍射分析、布魯諾爾-艾米特-泰勒(brunauer-emmett-teller)分析或碳酸化(carbonation)分析，火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)診斷裝置(400)通過每當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)樣本的加熱溫度升高50℃便進(jìn)行一次測量來進(jìn)行總共20次測量，并且接著儲(chǔ)存每個(gè)數(shù)據(jù)段以建立標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)。

接著，預(yù)測與樣品數(shù)據(jù)對應(yīng)的火災(zāi)損壞溫度、孔結(jié)構(gòu)以及碳酸化深度(s140)。

隨后，診斷混凝土結(jié)構(gòu)的火災(zāi)損壞并且評估其殘余使用壽命(s150)。

圖11是說明根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例的預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的方法的詳細(xì)操作流程圖。

參考圖11，根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的殘余使用壽命的方法首先涉及從火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)收集樣品(100)(s201)。具體地說，在向內(nèi)的方向從火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的表面收集其樣品。舉例來說，使用移動(dòng)式巖心鉆在混凝土結(jié)構(gòu)中鉆孔達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)。本文中，樣品(100)可具有多種尺寸，并且優(yōu)選尺寸是10毫米直徑×40毫米長度。

接著，使用激光切割機(jī)等精確切割所收集的樣品(100)(s202)。舉例來說，可將所收集的樣品(100)切割成多種尺寸，并且可通過每次切割火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)10毫米來根據(jù)深度制備總共四種樣品。

隨后，將四種樣品(100)加工成用于化學(xué)分析的樣品(s203)。具體地說，將四種樣品(100)中的每一個(gè)加工成用于化學(xué)分析的樣本。此時(shí)，使用瑪瑙研缽等細(xì)磨四種樣品(100)中的每一個(gè)。本文中，瑪瑙研缽指由瑪瑙制成并且在實(shí)驗(yàn)室中用于使固體礦物質(zhì)樣本破碎的手工研磨機(jī)。

隨后，對用于化學(xué)分析的樣品進(jìn)行化學(xué)分析，例如x射線衍射(s204)。

隨后，比較化學(xué)分析樣品(100)的數(shù)據(jù)與儲(chǔ)存在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)中的損壞溫度數(shù)據(jù)庫(310)中的數(shù)據(jù)以預(yù)測其火災(zāi)損壞溫度(s205)。換句話說，比較化學(xué)分析樣品(100)的數(shù)據(jù)與儲(chǔ)存在損壞溫度數(shù)據(jù)庫(310)中的數(shù)據(jù)以尋找與從損壞溫度數(shù)據(jù)庫(310)獲得的數(shù)據(jù)一致的化學(xué)分析樣品(100)的數(shù)據(jù)中的溫度，使得預(yù)測樣品(100)的火災(zāi)損壞溫度。

接著，由標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)中溫度特定孔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(320)預(yù)測對應(yīng)于所預(yù)測的火災(zāi)損壞溫度的孔結(jié)構(gòu)(s206)。換句話說，發(fā)現(xiàn)與從溫度特定孔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(320)獲得的數(shù)據(jù)一致的所預(yù)測的火災(zāi)損壞溫度下的孔結(jié)構(gòu)以預(yù)測樣品(100)的孔結(jié)構(gòu)。

接著，由標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)中孔結(jié)構(gòu)特定碳酸化深度數(shù)據(jù)庫(330)預(yù)測對應(yīng)于所預(yù)測的孔結(jié)構(gòu)的碳酸化深度(s207)。換句話說，發(fā)現(xiàn)與從孔結(jié)構(gòu)特定碳酸化深度數(shù)據(jù)庫(330)獲得的數(shù)據(jù)一致的所預(yù)測的孔結(jié)構(gòu)的碳酸化深度。

接著，根據(jù)樣品(100)的火災(zāi)損壞溫度、孔結(jié)構(gòu)以及碳酸化深度，診斷混凝土結(jié)構(gòu)的火災(zāi)損壞并且評估其殘余使用壽命(s208)。因?yàn)樗鶎兕I(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)了解，可根據(jù)化學(xué)成分變化、孔結(jié)構(gòu)變化以及碳酸化進(jìn)程來診斷火災(zāi)損壞和評估殘余使用壽命，所以省略其詳細(xì)描述。

因此，標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(300)中的損壞溫度數(shù)據(jù)庫(310)、溫度特定孔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(320)以及孔結(jié)構(gòu)特定碳酸化深度數(shù)據(jù)庫(330)中的每一個(gè)可容易地根據(jù)火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的溫度變化管理關(guān)于化學(xué)成分變化、孔結(jié)構(gòu)變化以及碳酸化進(jìn)程的信息。換句話說，使用數(shù)據(jù)匹配分析(datamatchinganalysis)，可提取符合通過外部實(shí)驗(yàn)測量的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)并且快速預(yù)測火災(zāi)受損混凝土結(jié)構(gòu)的火災(zāi)損壞溫度、孔隙體積變化以及殘余使用壽命變化。

本發(fā)明的以上描述是例示性的，并且本發(fā)明所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)理解，可在不脫離本發(fā)明的技術(shù)精神或基本特征的情況下進(jìn)行各種修改。因此，應(yīng)理解，上述實(shí)施例在所有方面都是例示性并且不具有限制性。舉例來說，以單個(gè)形式描述的每個(gè)組分可以分布方式實(shí)施，并且類似地，描述為分布形式的組分可以組合形式實(shí)施。

本發(fā)明的范圍由下文所描述的權(quán)利要求而非詳細(xì)描述表示，并且權(quán)利要求的含義和范圍以及來源于其等效概念的所有變化或改變形式應(yīng)解釋為包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。