Image_proPlus混凝土孔结构图像分析方法

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l一 mgPo

r

。

l s e p混凝土孔结构图像分析方法

张雄摘要根据定量体视学的原理:,

黄廷皓

张永娟,

高辉

姜曼一

同 (济大学建筑材料研究所土孔结构的测试方法进行分析。

上海加 18 0 4 )P ro

应用光学显微镜和计算机图像处理软件 ( I m a g e研究详细介绍了基于体视学的 ! m a,

P !u s )对混凝

g

e一p r o

p l。 s混凝土孔结构图像。

分析方法的详细过程结果表明,

,

并计算了图像分析的最小样本数I P。 s。

以保证混凝土孔结构图像分析的精确性

lm

a,

e g

一p r o

混凝土孔结构图像分析方法是一种具有代表性和可操作性的混凝土孔;一

结构分析方法

十分具有实践意义

关镇词

:

孔结构:

图像分析:混凝土

lm a g e

p

r o

p lu

S

近年来体视学图像分析方法在材料学科中得到广泛使用,

,

而在混凝土孔结构分析,

中的应用仍是国内外学者研究的热点己给出显微镜分析孔结构的标准方法,

。

在国外的水泥混凝土的研究领域中,

孔结构的C4 5 7。

图像分析方法在上世纪七十年代末得到广泛发展与应用

如今在美国 A S T

M

中就在国

[ l但后续仍有国外学者不断对其进行修正 1

内

,

同济大学的学者于上世纪九十年代总结归纳了早期国外的水泥混凝土定量体视学,

应用情况

][为体视学应用于国内混凝土研究打下了良好基础 2、、

。

自彼时起

,

己有学者将, 5了

体视学应用于混凝土配合比粗骨料堆积孔隙率矿渣微粉颗粒群特征等方面的研究降

都取得了不错的成果,

。

虽然图像分析方法虽然结果直观

,

但是由于混凝土孔结构参数复杂材料本身离散

,

性比较大

体视学图像分析方法在混凝土孔结构分析方面尚存在诸多需要进一步解决!mo

的技术点本文将利用层面上的气孔 ( 1 0p m一

。

r P I e po g,

一

。 s

软件强大的图像处理功能针对混凝土内部细观。

,

1 6。。。 m )

研究一种基于体视学原理的孔结构分析方法,

为了

保证分析过程的可操作性和分析结果的代表性析最小样本数、

必须仔细考量试样制备过程。

、

图像分

图像处理中的关键设置及分析结果的参数选定1

分析原理与方法。

.

1 1

体视学原理,

用定量测定材料二维截面结构参数来确定材料三维结果的科学称为体视学体视

学认为线长L、

,

材料中

的各组成结构可看成是由空间的点平面面积A、

、

线

、

面和体组成的图像。

,

点数

p

、

曲面面积:

5

、

体积

v

之间有着一定的定量关系[6 1

本研究方法

所应用的体视学基本公式如下

V v线、

=

A A二 LL=

外 () lvV,

上述公式中的结构特征参数

AA

,

比

,

P分别表示一种组分所占的体积面积

、

、

点数的百分数公式 ( )l

。

中的V v“

=

A A是应用最广泛的体视学公式

,

国内学者对该公式进行了进一

步解释

,

即

随机截面上某相的面积分数 A A是该相在三维组织中体积分数 V v的无偏估

计

”

【刀从而保证二维计算转化到三维结果的精度.

,

。

1 2

分析软件与设备lm。

图像的处理及孔结构参数的测量是基于图像处理和分析软件观测面拍照获取.

e g

一

pro P l u s。

软件

,

其是一种功能强大的

,

具有丰富的测量和定制功能EN c l一

L本研究用光学体视显微镜和 O P,

o品牌 p r。 M i cr50,

S。n

系列

2 0 0万像素电子目镜对.

RG B

图像整体放大倍数为

,

倍一次拍照的视域为 s m m。

x 7 sm m

。

1 3

图像分析的基本过程

本方法使用的图像分析基本过程如图 1所示

国匿国画团圈圈国图.

,

,

,

`

`

,

`

1

图像分析基本过程

1 4

试样制备,

图像分析得到可靠信息的先决条件之一就是要尽可能排除样品在制备过程中产生

的系统误差品的制备() l:

并使各相与其周围能明确分开、

。

基于该原则本研究按以下三步进行样

,

成型

切割

:

对于己成型并到所需养护龄期的试块,

,

根据最小样本数切割出m

断面

,

尽量保持切割面平整(2 )

上下表面平行

,

c切割厚度宜控制在 Z

左右;i n,

打磨抛光。

:

每个切割面用细度

20 0 0,

目以上磨料打磨

15~

加m

使表面光滑

平整

,

消除一切由于切割引起的断面划痕

保证不会因样品制作的物理损伤而造成孔,

结构不清晰(3 )

提高孔及孔壁对比度的处理ca c03

:

对于打磨光滑的切割面,

用墨汁涂黑表面

,

晾

干后用纳米

粉末填充切割面上的孔。

并用刮刀去除表面附着的多余纳米

c acO 3

粉末

,

即得到黑白对比度较高的观测面,,

应特别注意上述三个试样制作步骤最好在尽可能短的时间内完成避免外界因素导致的观测面缺陷l]尤其是碳化导致的缺陷 8。

,

2 lm.

a

0 p lu ge p『

一

s

混凝土孔结构图像分析

2 1

图像分析的最小样本数,

在原理上

对

于理想均质材料或者统计意义上的实际材料。

,

)公式 ( 1

所表达的己,

是一个较为精确地统计估算过程。

然而

,

混凝土是一种多组分的建筑材料,

由于成型

过程的偏析或者外界因素导致实际材料的局部变化加复杂因此,

导致混凝土材料内部气孔结构愈,

在进行本测试方法前

,

必须先确定待测混凝土试样的最小样本数,

也

就是确定对该试样随机截取平面进行估计的次数混凝土孔结构图像分析结果具有代表性。

从而极大程度消除系统误差

,

保证

][本研究借鉴其他专业的方法 9

,

并结合统计学中的理论以及一定量的试验来确定、

,

最小样本数

。

」

设抽中的

n

l个二维孔结构样本的含气量值为V

吟

、

一, V i

由此可算出

样本均值“和样本标准差 s为。一

艺几贵:

v i1

(2)

。=

六:;扩s

(

v i一

。,

’

( 3,

是 n个抽样对母体 N个样本的均值 M和标准差口的点估计“是个随机变量左右波动每次抽样得到的。是变动不定的以定为随着 n的增大。波,,

。

、

。

动的幅度趋向减 …… 此处隐藏：2189字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……