[發(fā)明專利]一種流態(tài)混凝土拌合物流變性能實(shí)時(shí)檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010520934.3
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111650088B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田正宏;孫嘯;李昂
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李淑靜

本發(fā)明提出了一種流態(tài)混凝土拌合物流變性能實(shí)時(shí)檢測方法，包括以下步驟：連續(xù)獲取流態(tài)混凝土拌合物的多幅流態(tài)圖像；以固定的圖像曝光閾值對獲取的每一幅圖像進(jìn)行強(qiáng)化處理；對每一幅強(qiáng)化處理后的圖像，分別通過分形和多重分形分析方法計(jì)算分形維數(shù)和多重分形譜參數(shù)，獲得粗骨料在砂漿體中的分布特征；統(tǒng)計(jì)所處理的圖像族的分形維數(shù)和多重分形參數(shù)在各統(tǒng)計(jì)分組區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)的頻次，基于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理得到流態(tài)混凝土拌合物中粗骨料分布參數(shù)的取值范圍和置信區(qū)間；根據(jù)分形維數(shù)和多重分形譜參數(shù)，結(jié)合取值范圍和置信區(qū)間，得到確定配比下流態(tài)混凝土拌合物的流變參數(shù)范圍。本方法能全面準(zhǔn)確反映粗骨料形態(tài)和分布特征在混凝土流變性中的關(guān)鍵控制作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工程材料領(lǐng)域，具體涉及一種流態(tài)混凝土拌合物的流變參數(shù)評價(jià)和預(yù)測方法。

背景技術(shù)

混凝土流變參數(shù)(主要指屈服應(yīng)力和塑性粘度)是描述混凝土拌和物流動(dòng)性能的基本物理參數(shù)，對新拌制完成的流態(tài)混凝土拌合物(簡稱新拌混凝土)，流變參數(shù)反映了新拌混凝土的可施工性能，其數(shù)值變化受新拌混凝土組分的影響顯著。粗骨料是新拌混凝土最主要成分，某一確定的配比下，其級配、顆粒尺寸、粒形形狀、表面紋理和實(shí)體堆積狀態(tài)等是影響新拌混凝土流變性的關(guān)鍵因素。

現(xiàn)有能夠反映粗骨料形狀和堆積狀態(tài)的方法，通常依據(jù)混凝土某設(shè)計(jì)配合比，獲取粗骨料空隙率、球度、圓度、針片狀粗骨料比例等宏觀幾何指標(biāo)參數(shù)，并以此用于新拌混凝土工作性定性分析與調(diào)控。其中，作為反映目標(biāo)對象分布特征的一種先進(jìn)的研究方法，分形理論已經(jīng)被應(yīng)用到混凝土等材料性能分析中，但一般研究方法主要是通過單一分形來分析目標(biāo)對象的分布規(guī)律，單一分形的分形維數(shù)是從整體角度反映粗骨料的堆積疏密程度分布與形態(tài)的復(fù)雜性，無法體現(xiàn)出各細(xì)分區(qū)域?qū)嶋H組分堆積結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。隨著人們對分形理論的深入研究，多重分形的方法被引入材料性能分析領(lǐng)域，多重分形通過概率密度函數(shù)進(jìn)行測算，著重強(qiáng)調(diào)了局部區(qū)域的異質(zhì)性，但缺乏對整體特征的把握。對于流態(tài)混凝土拌合物而言，由于粗骨料之間、粗骨料與砂漿體之間相互作用關(guān)系極為復(fù)雜，采用單一分形維或者采用分形譜刻畫離散狀態(tài)混凝土骨料分布并不能有效獲取運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下骨料多重特征在砂漿體之間的性能統(tǒng)計(jì)分析，無法準(zhǔn)確描述新拌混凝土內(nèi)部粗骨料作用的全面性態(tài)、分布以及實(shí)際組分堆積結(jié)構(gòu)關(guān)系，因而很難反映粗骨料參數(shù)對拌合物流變性影響，制約了混凝土流變性的科學(xué)量化調(diào)控技術(shù)應(yīng)用。

此外，現(xiàn)有方法中有通過圖像分析的方法對混凝土性能進(jìn)行評價(jià)，但這些方法要么通過單一圖像進(jìn)行性能分析，要么通過對混凝土成型后進(jìn)行切片再處理分析，這樣獲取性能特征顯然不夠合理和完備的。對于新拌混凝土，由于粗骨料和砂漿是三維分布，單一圖片存在著較大的隨機(jī)性，往往不能準(zhǔn)確表征混凝土的特征，而且切片分析結(jié)果也不能準(zhǔn)確反映處于流質(zhì)狀態(tài)的新拌混凝土性能。同時(shí)，由于測量系統(tǒng)誤差以及混凝土中原材料的隨機(jī)分布不可避免，混凝土的性能，特別是工程應(yīng)用范疇下新拌混凝土的流變性并不一定表現(xiàn)為一個(gè)確定值，而應(yīng)該是一個(gè)合理范圍值。因此，有必要通過統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法結(jié)合圖像信息深入分析和挖掘，對新拌混凝土流動(dòng)性區(qū)間進(jìn)行全面合理的判斷。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種新拌制完成的流態(tài)混凝土拌合物流變性能實(shí)時(shí)檢測方法，能全面準(zhǔn)確反映粗骨料形態(tài)和分布特征在混凝土流變性中的關(guān)鍵控制作用，解決現(xiàn)有基于粗骨料部分宏觀幾何參數(shù)對混凝土流變性僅能定性評價(jià)或無法細(xì)致準(zhǔn)確量化評價(jià)與調(diào)控的缺點(diǎn)。

技術(shù)方案：一種流態(tài)混凝土拌合物流變性能實(shí)時(shí)檢測方法，包括以下步驟：

S1、連續(xù)獲取流態(tài)混凝土拌合物的多幅圖像，構(gòu)成混凝土拌合物流態(tài)圖像族；

S2、以固定的圖像曝光閾值對所述混凝土拌合物流態(tài)圖像族中的每一幅圖像進(jìn)行強(qiáng)化處理；

S3、對每一幅強(qiáng)化處理后的圖像，分別通過分形和多重分形分析方法計(jì)算分形維數(shù)和多重分形譜參數(shù)，獲得粗骨料在砂漿體中的分布特征；

S4、統(tǒng)計(jì)該圖像族的分形維數(shù)和多重分形參數(shù)在各統(tǒng)計(jì)分組區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)的頻次，基于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理得到流態(tài)混凝土拌合物中粗骨料分布參數(shù)的取值范圍和置信區(qū)間；