CN108956389A - 一种基于感光颗粒的混凝土匀质性测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土分散匀质性的测试方法，属于混凝土匀质性测试的技术领域。采用感光颗粒标记混凝土，将混凝土试件沿垂直于浇筑面的平面剖开，取其断面。对其断面进行暗室采像，采像时将试块断面平均分成若干区域（包括上下分布、左右分布和网格分布等），分别对其采像。分别把断面各部分的图像输入到图像处理软件，计算断面各部分感光颗粒的数量。分析断面感光颗粒的分布情况，判断混凝土的分散匀质性。本发明工艺简单，操作方便。以混凝土断面感光颗粒的分布情况为依据，定量化的测试混凝土的分散匀质性。直接对混凝土试块断面进行分析，直观准确的评价混凝土的分散匀质性。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土分散匀质性测试，特别是指一种基于感光颗粒的混凝土分散匀质性的测试，是混凝土分散匀质性的一种测试方法。
背景技术
混凝土分散匀质性的测试一直是本技术领域的一个难点，现有的混凝土搅拌设备存在搅拌时间不合理，能源消耗不可控，且易出现搅拌不均匀的情况，因此合理有效的确定混凝土搅拌时间并提高混凝土搅拌的均匀程度是目前混凝土搅拌精细化控制亟待解决的问题。现有混凝土分散匀质性的测试方法主要是采用不同形式的称重测试法，这些方法需要对混凝土拌和物进行称重计量或者将硬化后的混凝土试块平均切割成上、下两块进行称重计量，操作过程中存在人为误差，且无法直观定量的表征不同尺寸混凝土物料的分散均匀性。所以急需一种准确、直观的混凝土分散匀质性测试方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有测试技术存在的不足，提供了一种混凝土分散匀质性测试方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，混凝土分散匀质性的测试方法，其特征是包括以下步骤：
(1)将掺有感光颗粒的混凝土试块沿垂直于浇筑面进行切割处理，取其断面；
(2)将步骤(1)获得的混凝土试块断面，浇筑面朝上，断面平均分成上下、左右和网格式三种划分原则，在暗室中用光学显微镜或数码设备对断面采像；
(3)将步骤(2)获得的混凝土试块断面按照平均分成上下、左右和网格式三种划分原则采集的图像输入Image-pro Plus图像处理软件，计算各部分感光颗粒的数量；
(4)将步骤(3)计算得到的结果进行数理分析，评定混凝土的分散匀质性，试块断面按照平均分成上下、左右和网格式三种划分原则，采集不同划分区域感光颗粒数量，通过Christiansen分散系数法，按照如下公式计算并表征被测混凝土分散均匀性Cμ：其中 为单位面积颗粒数，为每个划分区域的单位颗粒数与单位面积颗粒数之差的绝对值的平均值，为每一个区域的单位颗粒数，N为划分区域数量(当划分区域数量大于16后结果趋于稳定)。各区域感光颗粒数量越接近，分散系数越大，说明混凝土的分散匀质性越高，反之则越低。
本发明准确直观，操作方便。本发明与现有测试技术相比，具有以下的优点和积极效果：
以物理性质介于混凝土胶凝材料与骨料之间的感光颗粒为标记物，可以有效准确的测试混凝土的分散匀质性。
本发明直接对混凝土试块进行全断面分析，通过平均分成上下、左右和网格式三种划分原则，避免将试块平均切割成上、下两部分时产生的误差，可定量、直观准确地判断混凝土的分散匀质性。
附图说明
图1为本发明所提供的感光颗粒在硬化混凝土中分布示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实施例和附图对本发明作进一步的描述。应明确，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明的实施方式涉及一种混凝土分散匀质性的测试方法，如图1所示，通过在暗室中获得混凝土试块断面图像，采用Image-pro Plus图像处理软件获取感光颗粒(1)数量等关键参数。本发明将获得的混凝土试块断面感光颗粒(1)的主要参数，通过Christiansen分散系数法，按照如下公式计算并表征被测混凝土分散均匀性Cμ：其中 为单位面积颗粒数，为每个划分区域的单位颗粒数与单位面积颗粒数之差的绝对值的平均值，θi为每一个区域的单位颗粒数，N为划分区域数量(当划分区域数量大于16后结果趋于稳定)。当被测混凝土试块断面感光颗粒(1)分散均匀，各划分区域参数离散性越小，Cμ数值越接近于1；当被测混凝土分散均匀性不良，各划分区域参数离散性大，Cμ数值也会发生改变，Cμ数值与1相差越大，被测混凝土分散均匀性越差。
下面将结合实施例来进一步具体说明本发明。
表1为用来测试混凝土分散均匀性的实施例1～6的混凝土配合比。其中实施例1～3为C30普通混凝土；实施例4～6为C60高强混凝土。感光颗粒(1)分成三种细度分别加入到实施例1～6的混凝土中，细度分别为400目、100目和10目。搅拌时间分别为1min、2min和3min。
表1
按表1中的混凝土配合比分别成型混凝土试块，脱模后进行切割处理，之后采用移动光学显微镜或数码设备采集图像，借助Image-pro Plus计算感光颗粒(1)数量，并按照本发明中的公式Cμ：计算得到实施例1～6中的混凝土分散匀质性的结果见表2～4：
表2添加400目感光颗粒测试结果
表3添加200目感光颗粒测试结果
表4添加10目感光颗粒测试结果
表2～4中“Cμ”一列为利用本发明测得的混凝土匀质性结果，根据试验数据，在搅拌时间相同条件下实施例中的被测混凝土匀质性随感光颗粒(1)的细度增长而逐渐降低；在感光颗粒(1)细度相同条件下实施例中的被测混凝土匀质性随搅拌时间的延长而逐渐提升；在相同条件下，C30普通混凝土比C60高强混凝土更加容易搅拌均匀。
本发明的保护范围并不限于上述实施例，其他与本发明实质相同的技术方案均属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种基于感光颗粒的混凝土匀质性测试方法，其特征在于，它包含以下步骤：
（1）将掺有感光颗粒的混凝土试块沿垂直于浇筑面进行切割处理，取其断面；
（2）将步骤（1）获得的混凝土试块断面，浇筑面朝上，断面平均分成上下、左右和网格式三种划分原则，在暗室中用光学显微镜或数码设备对断面采像；
（3）将步骤（2）获得的混凝土试块断面按照平均分成上下、左右和网格式三种划分原则采集的图像输入Image-pro Plus图像处理软件，计算各部分感光颗粒的数量；
（4）将步骤（3）计算得到的结果进行数理分析，评定混凝土的分散匀质性，试块断面按照平均分成上下、左右和网格式三种划分原则，采集不同划分区域感光颗粒数量，通过Christiansen分散系数法，按照如下公式计算并表征被测混凝土分散均匀性Cμ：，其中，为单位面积颗粒数，为每个划分区域的单位颗粒数与单位面积颗粒数之差的绝对值的平均值，为每一个区域的单位颗粒数，N为划分区域数量（当划分区域数量大于16后结果趋于稳定），各区域感光颗粒数量越接近，分散系数越大，说明混凝土的分散匀质性越高，反之则越低。
2.根据权利要求1所述的基于感光颗粒的混凝土分散匀质性测试方法，其特征在于，感光颗粒的颗粒可调整直径范围在5mm以下。
3.根据权利要求1所述的基于感光颗粒的混凝土分散匀质性测试方法，其特征在于，感光颗粒的密度介于2.0～3.5g/cm3，莫式硬度介于3～7。
4.根据权利要求1所述的基于感光颗粒的混凝土分散匀质性测试方法，其特征在于，感光颗粒包括但不限于氟化钙、氧化铁、二氧化硅、硫化锌、硫化锌镉、硫化锶、硫化钡、硫化钙、稀土类等矿物成分。
5.根据权利要求1所述的基于感光颗粒的混凝土分散匀质性测试方法，其特征在于，感光颗粒在混凝土干拌过程加入，完整经历整个搅拌过程。
6.根据权利要求1所述的基于感光颗粒的混凝土分散匀质性测试方法，其特征在于，基于感光颗粒的混凝土拌和物放置在振动台上振动的时间为15～30s。
7.根据权利要求1所述的基于感光颗粒的混凝土分散匀质性测试方法，其特征在于，所述的图像采集设备为可移动式光学显微镜或数码设备。
8.根据权利要求1所述的基于感光颗粒的混凝土分散匀质性测试方法，其特征在于，所述的采集照片按照平均分成上下、左右和网格式划分原则来处理图像。
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