一種分析混凝土斷面水泥漿體面積與過渡區長度的方法
2023-06-16 20:36:11 1
專利名稱：：一種分析混凝土斷面水泥漿體面積與過渡區長度的方法
技術領域：
：本發明涉及一種建築材料的分析方法，特別是一種分析混凝土斷面水泥漿體面積與過渡區長度的方法。二
背景技術：
：成型後的混凝土由骨料與水泥漿體組成，進入混凝土內部的水、溶液、氣體都可以在混凝土中的水泥漿體部分進行擴散，骨料與水泥漿體之間的過渡區可以為上述物質在混凝土中的擴散提供快速通道，骨料區域因為擴散係數很小而通常不考慮其擴散性能。所以，混凝土的滲透性、抗氯離子擴散性能、碳化性能等與混凝土中的水泥漿體和過渡區域直接相關，因此準確測定混凝土斷面的水泥漿體面積和過渡區長度，有助於準確計算混凝土的有效擴散區域和擴散性能參數，並據此評定混凝土的耐久性。目前，計算混凝土斷面的骨料區域面積通常採用紙片法，它是將半透明白紙蒙在混凝土斷面上，描繪出混凝土斷面骨料分布圖，再將圖上代表骨料區域的白紙剪下，稱量其質量，將所得質量除以該紙的單位面積質量可以得混凝土斷面的骨料面積。分析計算混凝土斷面上的過渡區長度通常採用棉線法，它是將浸有膠粘劑的棉線繞於混凝土斷面上每一顆骨料的邊緣，然後測量全部骨料周圍綿線的長度得到混凝土斷面上骨料與水泥漿體之間過渡區的長度。上述紙片法和棉線法都依靠手工剪裁粘貼和人工稱量完成，不僅效率低，而且精度差。
發明內容本發明旨在提供一種分析混凝土斷面上水泥漿體面積與過渡區長度的方法，它能夠通過計算機和圖像處理軟體準確分析混凝土斷面的水泥漿體面積和過渡區長度，據此更好地確定擴散物質在混凝土中的有效擴散區域。本發明的通過以下技術方案達到上述目的一種分析混凝土斷面水泥槳體面積與過渡區長度的方法，包括如下步驟(1)將混凝土試塊割開或劈開，得到斷面，對所述斷面進行垂直拍攝，得到圖像，(2)利用計算機圖像處理軟體對所述圖像選取整個混凝土試塊的斷面、混凝土斷面的橫向或豎向尺寸以及混凝土斷面的骨料區域，(3)設定、填充所選區域前景色的顏色，得到該顏色標示的位於圖層2的混凝土斷面完整區域、位於圖層3的混凝土斷面的橫向或豎向尺寸、以及位於圖層4的混凝土斷面的骨料區域，所述設定、填充所選區域前景色的顏色是指分別在圖層24各選區設定、填充前景色的顏色，(4)利用計算機圖像處理軟體的像素收縮工具，對圖層4中選定的骨料區進行收縮l像素的處理，然後刪除該區域的中間部分，得到圖層5混凝土斷面上骨料與水泥漿體間的過渡區，(5)利用計算圖像處理軟體分別讀取圖層25各圖層像素值，通過各圖層像素值與混凝土總面積和直徑長度的實際值的比例，計算得到混凝土試塊斷面的骨料面積、骨料區域所佔斷面比率以及骨料與水泥漿體間的過渡區長度。所述混凝土斷面為採用機械切割、磨機打磨或劈裂儀器劈裂混凝土得到的混凝土斷面。所述前景色的顏色為軟體中的一種單一顏色。本發明要在具有圖形處理中的區域精確選取和像素讀取的功能的圖像處理軟體中完成，須預先在個人計算機中安裝此類軟體。本發明的突出優點在於與傳統的紙片法和棉線法相比，本發明不僅適合於斷面規則、表面光滑的斷面，而且能夠在不規則、表面粗糙的混凝土斷麵條件下，利用計算機和圖像處理軟體進行精確、直觀地分析計算混凝土斷面的骨料面積、骨料區域佔斷面的比率以及過渡區長度，避免了紙片法和棉線法利用手工操作和人工度量帶來的低精度、低效率等缺陷，為更好地研究混凝土的擴散性能和耐久性提供了便捷有效的方法。四圖l為圓形混凝土試塊斷面的拍攝圖像圖2為圓形混凝土試塊斷面總面積區域的分析圖像圖3為圓形混凝土試塊豎向長度的分析圖像圖4為圓形混凝土試塊斷面骨料區域的分析圖像圖5為圓形混凝土試塊斷面的過渡區區域的分析圖像圖6為矩形混凝土試塊斷面的拍攝圖像圖7為矩形混凝土試塊斷面總面積區域的分析圖像圖8為矩形混凝土試塊豎向長度的分析圖像圖9為矩形混凝土試塊斷面骨料區域的分析圖像圖io為矩形混凝土試塊斷面的過渡區區域的分析圖像五具體實施例方式以下通過實施例對本發明的技術方案作進一步詳細描述。實施例中的圖像分析主要在AdobePhotoshopCS2.0圖像處理軟體中完成，須預先在個人計算機中安裝此軟體。實施例l1、圖1是用切割機對混凝土試塊進行機械切割，用數位相機對斷面進行垂直拍攝得到的圖片。2、圖2是打開Adobe⑧PhotoshopCS2.0圖像處理軟體，用工具欄中的"橢圓選取工具"選取整個混凝土試塊的斷面，在工具欄中設定前景色的顏色為紅色，按下"Shift+Ctrl+N"新建圖層，得到圖層2，並用"Alt+Del"鍵在圖層2中對選區進行前景色的填充，即可得到混凝土試塊總面積區域。3、圖3是隱藏圖層2，用AdobePhotoshopCS2.0工具欄中的"單列選框工具"在混凝土豎向尺寸最大處進行選取，並用"矩形選框工具"精確修正選區，使此選區恰好為混凝土試塊的已知豎向尺寸長度，按下"Shift+Ctrl+N"新建圖層，得到圖層3，並用"Alt+Dd"鍵在圖層3對選區進行前景色的填充，即可得到混凝土試塊豎向長度。4、圖4是隱藏圖層3，用AdobePhotoshopCS2.0工具欄中的"魔術棒工具"對骨料區域進行初步選取。初步選取後，再用選擇工具對選區邊緣進行精確修正，按下"Shift+Ctrl+N"新建圖層，得到圖層4，並用"Alt+Del"鍵在新建圖層4對選區進行前景色的填充，即可得到混凝土試塊斷面的骨料區域。5、圖5是複製圖層4到圖層5，隱藏圖層4，選中圖層5，用選擇工具將該圖層上顯示前景色的區域建立為選區，點擊菜單中的"選擇">"修改">"收縮"，利用"選區收縮工具"對前景色區域進行收縮，設定"選區收縮"的範圍為1像素，在上次選區的基礎上對選區進行收縮1像素的處理後用"Del"鍵刪除中間區域，即可得到如圖中紅色線條表示的混凝土試塊斷面的過渡區域。6、分別選中圖層2、圖層3、圖層4和圖層5，並在直方圖窗口中的"選擇的圖層"一欄的信息中分別讀取圖層2、圖層3、圖層4和圖層5的像素值，本實施例讀取到的像素值如表1所示。7、本實施例中使用的試塊為080x50mm的圓柱形混凝土試塊，其斷面直徑為80mm，經過計算得知其面積為5026.5mm2。根據讀取到的圖層2、圖層3、圖層4和圖層5的圖層像素值與混凝土總面積和直徑長度實際值的比例，計算得到混凝土試塊斷面的骨料面積、骨料區域所佔比率和骨料與水泥漿體間的過渡區長度。其結果如表1所示。tableseeoriginaldocumentpage7實施例21、圖6為用混凝土劈裂試驗儀對混凝土試塊劈開，用數位相機對斷面進行垂直拍攝得到的圖片，為了增加斷面上骨料和水泥漿體顏色的對比度，拍攝前在斷面上噴灑了一些水。從圖中可見，劈開的混凝土的斷面非常不規則，但並不影響對斷面上水泥漿體面積和過渡區長度的分析。2、圖7是打開Adobe⑧PhotoshopCS2.0圖像處理軟體，用工具欄中的"矩形選取工具"選取整個混凝土試塊的斷面，在工具欄中設定前景色的顏色為紅色，按下"Shift+Ctrl+N"新建圖層，得到圖層2，並用"Alt+Del"鍵在圖層2中對選區進行前景色的填充，即可得到混凝土試塊總面積區域。3、圖8是隱藏圖層2，用AdobePhotoshopCS2.0工具欄中的"單列選框工具"在混凝土豎向尺寸最大處進行選取，並用"矩形選框工具"精確修正選區，使此選區恰好為混凝土試塊的已知豎向尺寸長度，按下"Shift+Ctri+N"新建圖層，得到圖層3，並用"Alt+Dd"鍵在圖層3對選區進行前景色的填充，即可得到混凝土試塊豎向長度。4、圖9是隱藏圖層3，用AdobePhotoshopCS2.0工具欄中的"魔術棒工具"對骨料區域進行初步選取，初步選取後，再用選擇工具對選區邊緣進行精確修正，按下"Shift+Ctrl+N"新建圖層，得到圖層4，並用"Alt+Dd"鍵在新建圖層4對選區進行前景色的填充，即可得到混凝土試塊斷面的骨料區域。5、圖10是複製圖層4到圖層5，隱藏圖層4，選中圖層5，用選擇工具將該圖層上顯示前景色的區域建立為選區，點擊菜單中的"選擇">"修改">"收縮"，利用"選區收縮工具"對前景色區域進行收縮，設定"選區收縮"的範圍為1像素，在上次選區的基礎上對選區進行收縮1像素的處理後用"Del"鍵刪除中間區域，即可得到如圖中紅色線條表示的混凝土試塊斷面的過渡區域。6、分別選中圖層2、圖層3、圖層4和圖層5，並在直方圖窗口中的"選擇的圖層"一欄的信息中分別讀取圖層2、圖層3、圖層4和圖層5的像素值，本實施例讀取到的像素值如表2所示。7、本實施例中使用的試塊為100xl00xl00mm的正立方體混凝土試塊，其斷面邊長為100mm，經過計算得知其面積為10000.0mm、根據讀取到的圖層2、圖層3、圖層4和圖層5的圖層像素值與混凝土總面積和直徑長度實際值的比例，計算得到混凝土試塊斷面的骨料面積、骨料區域所佔比率和骨料與水泥漿體間的過渡區長度。其結果如表2所示。表2混凝土斷面骨料與過渡區分析結果分析項目像素值(像素)實際值總面積21715610000mm2骨料面積753623470.4mm2水泥漿體面積1417946529.6mm2水泥漿體面積比率65.3%65.3%上下端長度470100mm過渡區長度141703014.9廳權利要求1、一種分析混凝土斷面水泥漿體面積與過渡區長度的方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)將混凝土試塊割開或劈開，得到斷面，對所述斷面進行垂直拍攝，得到圖像，(2)利用計算機圖像處理軟體對所述圖像選取整個混凝土試塊的斷面、混凝土斷面的橫向或豎向尺寸以及混凝土斷面的骨料區域，(3)設定、填充所選區域前景色的顏色，得到該顏色標示的位於圖層2的混凝土斷面完整區域、位於圖層3的混凝土斷面的橫向或豎向尺寸、以及位於圖層4的混凝土斷面的骨料區域，所述設定、填充所選區域前景色的顏色是指分別在圖層2～4各選區設定、填充前景色的顏色，(4)利用計算機圖像處理軟體的像素收縮工具，對圖層4中選定的骨料區進行收縮1像素的處理，然後刪除該區域的中間部分，得到圖層5混凝土斷面上骨料與水泥漿體間的過渡區，(5)利用計算圖像處理軟體分別讀取圖層2～5各圖層像素值，通過各圖層像素值與混凝土總面積和直徑長度的實際值的比例，計算得到混凝土試塊斷面的骨料面積、骨料區域所佔斷面比率以及骨料與水泥漿體間的過渡區長度。2、根據權利要求1所述分析混凝土斷面水泥漿體面積與過渡區長度的方法，其特徵在於，所述混凝土斷面為採用機械切割、磨機打磨或劈裂儀器劈裂混凝土得到的混凝土斷面。3、根據權利要求1所述分析混凝土斷面水泥漿體面積與過渡區長度的方法，其特徵在於，所述前景色的顏色為軟體中的一種單一顏色。全文摘要一種分析混凝土斷面水泥漿體面積與過渡區長度的方法，是將混凝土試塊割開或劈開，得到斷面，對所述斷面進行垂直拍攝，得到圖像，然後利用計算機對混凝土試塊斷面圖像進行處理與分析，快速完整地選取混凝土斷面的骨料面積區域以及骨料與水泥漿體間的過渡區，並在此基礎上準確計算混凝土斷面中水泥漿體區域面積、骨料區域面積以及該區域佔混凝土斷面的比率和過渡區長度，避免了傳統方法需要手工操作、人工度量所帶來的低效率、低精度等缺陷。文檔編號G01B11/28GK101629817SQ200910114279公開日2010年1月20日申請日期2009年8月3日優先權日2009年8月3日發明者馮慶革,楊綠峰,曄陳,正陳,欽高申請人:廣西大學