[發明專利]水泥基材料裂縫吸水過程可視化和吸水率測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201810254473.2
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108254294A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 吳志根;吳志敏;魏佳俊
• 申請（專利權）人: 杭州培聚教育科技有限公司
• 主分類號: G01N13/04
• 分類號: G01N13/04;G01N15/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種水泥基材料裂縫吸水過程可視化和吸水率測量裝置，其特征在于，裝置中包括空箱(1)和相機(5)，所述的空箱(1)中放置有熒光燈(3)以及用于存儲熒光素溶液(7)的托盤(2)；托盤(2)中放置有若干支撐件(4)，且各支撐件(4)的頂面高度相等，以形成一個水平的支撐平面，水泥基材料試塊(6)的底面水平放置于該支撐平面上；所述支撐平面的高度低于托盤(2)的最高儲水高度；所述相機(5)的拍攝區域覆蓋所述支撐平面上方的水泥基材料試塊(6)放置區域；所述熒光燈(3)的光照范圍覆蓋所述水泥基材料試塊(6)在相機(5)中的成像區域。

2.如權利要求1所述的水泥基材料裂縫吸水過程可視化和吸水率測量裝置，其特征在于，所述的空箱(1)呈長方體，其一個側面完全敞開不封閉，其余5個面均封閉不透光；整個測量裝置優選放置于黑暗房間中。

3.如權利要求1所述的水泥基材料裂縫吸水過程可視化和吸水率測量裝置，其特征在于，所述的相機(5)的焦點位于所述水泥基材料試塊(6)朝向相機(5)一側的表面正中心。

4.如權利要求1所述的水泥基材料裂縫吸水過程可視化和吸水率測量裝置，其特征在于，所述的托盤(2)中存儲有熒光素溶液(7)，且熒光素溶液(7)的液面剛好與所述支撐平面上的水泥基材料試塊(6)的底面接觸。

5.如權利要求1所述的水泥基材料裂縫吸水過程可視化和吸水率測量裝置，其特征在于，所述的支撐件(4)為截面為矩形的塑料棒(4)。

6.如權利要求1所述的水泥基材料裂縫吸水過程可視化和吸水率測量裝置，其特征在于，所述的水泥基材料試塊(6)的一個側面正對所述的相機(5)。

7.如權利要求1所述的水泥基材料裂縫吸水過程可視化和吸水率測量裝置，其特征在于，所述的水泥基材料是硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥或水泥砂漿。

8.如權利要求1所述的水泥基材料裂縫吸水過程可視化和吸水率測量裝置，其特征在于，所述的熒光燈(3)為紫外熒光燈，其功率范圍在8～30W，閃爍頻率為20～50Hz。

9.如權利要求1所述的水泥基材料裂縫吸水過程可視化和吸水率測量裝置，其特征在于，所述的托盤(2)的側壁采用透明材料制成。

10.一種利用權利要求1所述裝置的水泥基材料的吸水率測量方法，其特征在于，步驟如下：

S1：將整個裝置置于黑暗房間中，開啟熒光燈(3)，將含有微觀裂縫的水泥基材料試塊(6)放置于若干支撐件(4)頂面形成的支撐平面上，且水泥基材料試塊(6)的一個側面正對所述的相機(5)，然后將相機(5)設置成聚焦于水泥基材料試塊(6)的表面正中心；

S2：在托盤(2)中倒入熒光素溶液(7)，以水泥基材料試塊(6)的下底面恰好接觸熒光素溶液(7)時作為初始時刻，從初始時刻開始控制相機(5)連續拍攝水泥基材料試塊(6)表面的微觀裂縫吸水過程圖像；

S3：在相機(5)連續拍攝的圖像中識別由熒光素高亮凸顯出來的微觀裂縫、浸潤線和浸潤面積，得到第i張圖像的浸潤面積A_i以及吸水時間t_i，t_i取第i張圖像的拍攝時間距離初始時刻的時間差；

S4：將若干組A_i和t_i作為擬合數據，對水泥基材料試塊(6)的吸水時間t和浸潤面積A按下式進行擬合：

A＝a+kt^1/2

其中，a是擬合常數；k是吸水率相關系數；

S5：按照水泥基材料試塊(6)的浸潤面積與試塊吸水質量的換算系數N，計算水泥基材料的吸水率s：

s＝k×N。