CN111077141A - 一种测定混凝土碳化深度的方法及测定仪 - Google Patents

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王子龙
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Abstract

本发明公开了一种测定混凝土碳化深度的方法及测定仪，该方法包括：将待测定的混凝土劈成规则的混凝土试件；将劈开的混凝土试件的断面喷淋酚酞溶液，待显色完成；正对混凝土试件的断面并拍摄混凝土试件断面的图片；在图片上将混凝土试件的被碳化部分和未被碳化部分的界线勾勒出来；计算未被碳化部分和被碳化部分的混凝土面积；通过未被碳化部分面积和计算被碳化部分的混凝土面积得出碳化深度；该测定方法通过酚酞容易将碳化区域显示出来，在拍摄照片，通过图像处理计算出碳化区域以及未碳化区域，最后得出碳化深度，能够直接测出碳化深度平均值，误差小，具有较高的重复性，能够避免不同的测试取值导致的误差；使测试更加便捷、高效。

Description

一种测定混凝土碳化深度的方法及测定仪
技术领域
本发明涉及混凝土耐久性检测技术领域，具体涉及一种测定混凝土碳化深度的方法及基于其的测定仪。
背景技术
快速碳化试验是表征混凝土抗碳化性能的一种重要手段，在国家标准GB/T 50082《混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中，规定了碳化试验的方法和步骤，其中，在将混凝土试件碳化前，将混凝土试件的暴露侧面上沿长度方向用铅笔以10mm间距画出平行线，作为预定碳化深度的测量点，快速碳化完成后，将混凝土试件破型，将浓度为1％的酚酞酒精溶液喷洒在混凝土试件断面，被碳化的部分由于已成为中性，因此酚酞酒精溶液颜色无变化，未被碳化的部分仍呈碱性，因此在酚酞酒精溶液的作用下变为红色。喷洒酚酞酒精溶液约30s后，按原先标划的每10mm一个测量点用钢板尺测量出各个点的碳化深度，每个碳化面至少测试5个点。但由于受骨料及气泡等的影响，混凝土试件的碳化深度深浅不一，每个测试面取值至少5个点，但仍无法使得到较为平均的数据，出现取值点不同时，数据偏差较大，甚至会影响到一些评估性试验的结论。
发明内容
为了解决现有的混凝土碳化深度测定时数据偏差较大的问题，本发明提供一种误差小，检测速度快的测定混凝土碳化深度的方法及测定仪。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种测定混凝土碳化深度的方法，包括：
将待测定的混凝土劈成规则的混凝土试件；
将劈开的混凝土试件的断面喷淋酚酞溶液，待显色完成；
正对混凝土试件的断面并拍摄混凝土试件断面的图片；
在图片上将混凝土试件的被碳化部分和未被碳化部分的界线勾勒出来；
计算未被碳化部分和被碳化部分的混凝土面积；
通过未被碳化部分面积和计算被碳化部分的混凝土面积得出碳化深度。
在上述方法中，作为优选的技术方案，所述混凝土试件的断面为正方形或者圆形。
在上述技术方案中，作为一种方案，当混凝土试件断面是边长为a的正方形时，计算出将未被碳化部分等效为正方形的边长b，可得到混凝土试件的平均碳化深度为h＝(a-b)/2；
作为另外一种方案，当混凝土断面是半径为R的圆形面时，计算出将未被碳化部分等效为圆的半径r，可得到混凝土试件的平均碳化深度为h＝R-r。
在上述技术方案的基础上，进一步的设定混凝土试件的边长或直径，以实际混凝土试件断面尺寸标定图片中混凝土试件断面尺寸，建立坐标系。
在上述技术方案的基础上，进一步的通过数学的数值处理方法将被碳化部分和未被碳化部分的界线拟合成多段函数，采用微积分的方式将未被碳化区域的面积计算出来。
另一方面，本发明还提供一种测定混凝土碳化深度的测定仪，包括：置物台，用于放置待测定的混凝土试件；支撑杆，连接在置物台上，用于固定摄像头；摄像头，用于拍摄混凝土试件断面的图片；图像处理单元，用于将摄像头拍摄的混凝土试件断面图片进行处理，勾勒出被碳化部分和未被碳化部分的界线；计算单元，用于计算被碳化部分和未被碳化部分的面积，并通过面积计算混凝土碳化深度。
在上述测定仪中，作为优选的技术方案，所述支撑杆呈“7”字形。
在上述测定仪中，优选的，所述摄像头采用高清摄像头。
在上述测定仪中，进一步的，所述混凝土试件的断面正对所述摄像头。
本发明相对于现有技术的有益效果是：该测定方法通过酚酞容易将碳化区域显示出来，在拍摄照片，通过图像处理计算出碳化区域以及未碳化区域，最后得出碳化深度，能够直接测出碳化深度平均值，误差小，具有较高的重复性，能够避免不同的测试取值导致的误差；使测试更加便捷、高效。
附图说明
图1是测定混凝土碳化深度的方法的流程图；
图2是正方形混凝土的断面图；
图3是圆形混凝土的断面图。
图4是测定仪的结构图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明提供一种测定混凝土碳化深度的方法，包括以下步骤：
S10：将待测定的混凝土劈成规则的混凝土试件，一般将混凝土的断面劈成正方形或者圆形；
S20：将劈开的混凝土试件的断面喷淋酚酞溶液，酚酞溶液一般采用1％的酚酞酒精溶液，待显色完成；
S30：正对混凝土试件的断面并拍摄混凝土试件断面的图片；
S40：在图片上将混凝土试件的被碳化部分和未被碳化部分的界线勾勒出来；
S50：计算未被碳化部分和被碳化部分的混凝土面积；
S60：通过未被碳化部分面积和计算被碳化部分的混凝土面积得出碳化深度。
当混凝土试件断面是边长为a的正方形时，计算出将未被碳化部分等效为正方形的边长b，可得到混凝土试件的平均碳化深度为h＝(a-b)/2；
当混凝土断面是半径为R的圆形面时，计算出将未被碳化部分等效为圆的半径r，可得到混凝土试件的平均碳化深度为h＝R-r。
下面详细介绍一下如何计算混凝土断面中未被碳化以及被碳化部分的面积。
在图像软件中设定混凝土试件的边长或直径，以实际混凝土试件断面尺寸标定图片中混凝土试件断面尺寸，建立坐标系，将未被碳化区域置于第一和第四象限中，如图2所示，混凝土试件断面为边长为150mm的正方形，通过数学的数值处理方法将被碳化部分和未被碳化部分的界线拟合成多段函数，采用微积分的方式将第一象限和第四象限的未被碳化区域的面积计算出来，得到的第一象限和第四象限的未被碳化区域的面积的总和即为混凝土试件断面未被碳化区域的面积。
如图3所示，混凝土试件断面为半径100mm的圆形，以混凝土试件中心为零点建立直角坐标系，将未被碳化区域置于四个象限中，通过数学的数值处理方法将被碳化部分和未被碳化部分的界线拟合成多段函数，采用微积分的方式将四个象限的未被碳化区域的面积分别计算出来，从而得到混凝土试件断面未被碳化区域的面积。
还有一种技术方式是在图像软件中设定混凝土试件的边长或直径，以实际混凝土试件断面尺寸标定图片中混凝土试件断面尺寸，将混凝土试件断面被碳化区域和未被碳化区域的界线形成与实际尺寸相同的闭合曲线，调用现有图形面积计算软件AutoCAD的程序，直接计算出闭合曲线内的面积，即为未被碳化区域的面积。
实施例1
三个150mm×150mm×150mm的混凝土试件，按照GB/T 5008的试验方法完成28天快速碳化后，将混凝土试件抛开，形成5个待测断面，在混凝土断面上喷洒1％的酚酞酒精溶液，待显色完成后，将试件置于混凝土碳化深度测定仪上，通过摄像头采集混凝土断面的图片，图片传送至计算，在图像处理软件中，获取被碳化部分的面积，通过面积除以周长得到混凝土的平均谈话深度，数据如表1所示。
表1实施例1的碳化测试数据
Figure BDA0002302507900000061
对比例1
采用与实施例1相同的混凝土试件，相同条件下对比本发明技术方法与传统技术方法的差异性，在6个断面中分别取5个测试点，得到碳化深度值如表2所示。
表2对比例1碳化深度测试数据
Figure BDA0002302507900000071
Figure BDA0002302507900000081
通过实施例和对比例1的数据可以看出，通过本发明提供的测定方法测定出的数据精确，各个数据非常的接近，稳定性强，具有较高的重复性，能够避免不同的测试取值导致的误差；使测试更加便捷、高效。
另外，本发明还提供一种测定混凝土碳化深度的测定仪，如图4所示，该测定仪包括置物台1，置物台1用于放置待测定的混凝土试件2，置物台1上连接有支撑杆3，支撑杆3呈“7”字形，在支撑杆3上安装有高清摄像头4，高清摄像头用于拍摄混凝土试件断面的图片，高清摄像头4连接有图像处理单元，图像处理单元用于将摄像头拍摄的混凝土试件断面图片进行处理，勾勒出被碳化部分和未被碳化部分的界线；另外，该测定仪还包括计算单元，计算单元用于计算被碳化部分和未被碳化部分的面积，并通过面积计算混凝土碳化深度。
该测定仪将混凝土试件直接放置在放置台上，在通过酚酞容易将碳化区域显示出来，利用高清摄像头在拍摄混凝土试件的断面照片，再通过图像处理模块勾勒出被碳化部分和未被碳化部分的界线，最后利用计算单元计算出碳化区域以及未碳化区域，最后得出碳化深度，操作简单，而且数据精确稳定性强，具有较高的重复性。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种测定混凝土碳化深度的方法，其特征在于，包括：
将待测定的混凝土劈成规则的混凝土试件；
将劈开的混凝土试件的断面喷淋酚酞溶液，待显色完成；
正对混凝土试件的断面并拍摄混凝土试件断面的图片；
在图片上将混凝土试件的被碳化部分和未被碳化部分的界线勾勒出来；
计算碳化部分以及被碳化部分的混凝土面积；
通过未被碳化部分面积和计算被碳化部分的混凝土面积得出碳化深度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混凝土试件的断面为正方形或者圆形。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：当混凝土试件断面是边长为a的正方形时，计算出将未被碳化部分等效为正方形的边长b，可得到混凝土试件的平均碳化深度为h＝(a-b)/2。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：当混凝土断面是半径为R的圆形面时，计算出将未被碳化部分等效为圆的半径r，可得到混凝土试件的平均碳化深度为h＝R-r。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，进一步包括：设定混凝土试件的边长或直径，以实际混凝土试件断面尺寸标定图片中混凝土试件断面尺寸，建立坐标系。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：通过数学的数值处理方法将被碳化部分和未被碳化部分的界线拟合成多段函数，采用微积分的方式将未被碳化区域的面积计算出来。
7.一种测定混凝土碳化深度的测定仪，其特征在于，包括：
置物台，用于放置待测定的混凝土试件；
支撑杆，连接在置物台上，用于固定摄像头；
摄像头，用于拍摄混凝土试件断面的图片；
图像处理单元，用于将摄像头拍摄的混凝土试件断面图片进行处理，勾勒出被碳化部分和未被碳化部分的界线；
计算单元，用于计算被碳化部分和未被碳化部分的面积，并通过面积计算混凝土碳化深度。
8.根据权利要求7所述的测定仪，其特征在于：所述支撑杆呈
“7”字形。
9.根据权利要求7所述的测定仪，其特征在于：所述摄像头采用高清摄像头。
10.根据权利要求7所述的测定仪，其特征在于：所述混凝土试件的断面正对所述摄像头。
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