[發明專利]一種用于評價水泥基材料抗泛堿性能的方法

有效

• 申請號: 201410610168.4
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104297251A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 錢春香;曹天驥
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及建筑材料領域，特別是對水泥基材料抗泛堿性性能的評價方法。

背景技術

水泥基材料是目前應用最為廣泛的建筑材料。然而在一定的外界環境條件下，水泥基材料外表面會發生泛堿現象。泛堿現象是由于水泥基材料內部可溶性物質在材料表面沉積所引起的，主要表現為材料表面出現“白霜”。對于一些有外觀美學要求的建筑物，如：清水橋面、建筑物外墻飾面等，泛堿問現象會嚴重影響水泥基材料的美學性能。

目前評價水泥基材料抗泛堿性能的國家標準主要為定性的方法：將待測材料表面沖刷后烘干或者浸泡后烘干若干次，以模擬環境中干濕交替的條件進行泛堿處理，然后通過肉眼觀察材料表面或觸摸材料表面感覺是否有粉末掉落的方法評價該材料的抗泛堿性能。這類方法無法準確、定量的評價水泥基材料的抗泛堿性能。

發明內容

要解決的技術問題：針對現有技術的不足，本發明提出一種用于評價水泥基材料抗泛堿性性能的方法，用于解決現有的國標中規定的方法無法準確定量評價水泥基材料的抗泛堿性性能的技術問題。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種用于評價水泥基材料抗泛堿能力的方法，包括順序執行的以下步驟：

(1)在待測水泥基材料表面置于在恒定光源強度與恒定光源位置的條件下，將數碼相機垂直于待測水泥基材料表面，采集待測水泥基材料初始表面高分辨圖像P₁；

(2)以待測水泥基材料表面為底搭建無蓋容器，利用密封材料封閉接縫處空隙；

(3)進行泛堿處理，向容器中加入適量去離子水，使待測水泥基材料表面上形成5mm～10mm厚度的水層，靜置24h，再利用大于5m/s的恒定速率并且平行于待測水泥基材料表面的氣流吹拂水層表面，直至待測水泥基材料表面的水分完全蒸發；重復該步驟進行泛堿處理2～3次；

(4)在與步驟(1)相同的拍攝條件下，采集待測水泥基材料經過泛堿處理后的表面圖像P₂；

(5)將采集的圖像P₁、P₂進行圖像預處理：對兩圖像進行同位切割，使P₁、P₂圖像表征材料表面位置信息一一對應，再將圖像轉換為僅存在灰度變化的黑白圖像；

(6)將預處理后的圖像進行灰度示差分析：以水泥基材料初始表面圖像P₁為背景噪聲灰度，以水泥基材料經過泛堿處理后的表面圖像P₂為檢測灰度，將檢測灰度中的背景噪聲灰度去除，得到消除背景噪聲灰度后的待測水泥基材料表面圖像P₃＝P₂-P₁；

(7)對消除背景噪聲后的待測水泥基材料表面圖像P₃，某一位置的灰度值與該位置的泛堿程度成正比，計算不同灰度值所占整個待測水泥基材料表面面積的比例，得到泛堿相對面積，泛堿相對面積越大表明抗泛堿能力越差。

進一步的，在本發明中，步驟(5)中，黑白圖像保存為8位。8位圖像的灰度值變化范圍為0～255，足夠較為準確地反映出圖像上各個區域灰度的不同，從而反映出該區域的泛堿程度。

進一步的，在本發明中，步驟(7)中，將灰度值≤80所對應的區域劃分為I型泛堿區域，80＜灰度值≤200所對應的區域劃分為II型泛堿區域，分別計算得到I型泛堿區域和II型泛堿區域所占整個待測水泥基材料表面面積的比例。計算每個灰度對應的區域的大小，工作量較大且沒有必要，所以可以參考上述劃分方法，該方法是經過多次實驗對某外墻板泛堿圖像進行分析與甄別后總結出來的劃分區間，實驗時以距離待測水泥基材料表面6米以外觀測，肉眼可見的泛堿程度較重的區域一般灰度值≤80，肉眼可見的泛堿程度較輕的區域一般80＜灰度值≤200，將整個待測水泥基材料表面存在泛堿的區域劃分為這兩個塊，待測水泥基材料表面的其他區域灰度值＞200可以認為此處幾乎沒有泛堿的情況，這樣得到上述兩個不同區域所占的面積的比例，兩者的比例相加數值越大表面抗泛堿能力越弱，并且其中I型泛堿區域的比例越大則泛堿越嚴重、抗泛堿能力越弱，這樣，對整個待測水泥基材料表面的泛堿狀況有一個相對準確的定量評估。

有益效果：

本發明對待測水泥基材料表面圖像利用計算機進行圖像處理與分析，根據待測水泥基材料表面圖像不同區域灰度值的差異進行泛堿程度與區域的甄別，再計算出泛堿的區域，評價材料的抗泛堿能力。與傳統的評價方法相比，有著將定性評價轉化為定量評價的優勢。具體包括如下優點：