基于沉浆指标的透水混凝土透水效率分析方法技术

一种基于沉浆指标的透水混凝土透水效率分析方法，包括如下步骤：(1)试件截面准备与图像获取；(2)逐层填充率获取；(3)双向累计填充率分析；(4)沉浆指标计算；(5)填充均匀增长率计算与透水效率分析。该方法通过逐层计算透水混凝土的填充率，定量计算得到沉浆指标，实现了透水混凝土从顶面到底面透水能力变化的定量表征，从而为透水混凝土透水效率的评估提供了量化途径，克服了传统方法仅能测定透水系数，难以客观评价透水效率的缺点，具有良好的工程应用前景和推广价值。

Analysis method of permeable concrete permeable efficiency based on slurry index

【技术实现步骤摘要】
基于沉浆指标的透水混凝土透水效率分析方法
本专利技术涉及一种建筑材料分析方法，具体是一种基于沉浆指标的透水混凝土透水效率分析方法。
技术介绍
透水混凝土是一种有连续多孔的混凝土，通过胶结浆体包裹粗骨料形成粗骨架-空隙结构，因此透水混凝土浆体要求高粘聚性、低流动性。透水混凝土的性能通常用空隙率和透水系数来表征。目前，测定透水混凝土空隙率的方法是浸泡称量法，它是将透水混凝土试块浸泡在水中，测定水中的质量和取出后空气中干燥24h后的质量，计算求解空隙率。测定透水混凝土的透水系数通常采用常水头试验法，试块上方水头和渗出流量稳定后，量测经过一定时间内流经封闭侧面的试块的水量，使用达西公式计算得到透水混凝土的透水系数。然而，在透水混凝土施工过程中，浆体容易脱离骨料积聚到一起，破坏透水混凝土的均匀性，在底部形成不透水层。如果透水混凝土的均匀性不好，即便具有较高的空隙率，也会大大降低透水混凝土的透水效率。而在实际工程中测定透水混凝土的透水系数流程复杂且需要使用专门的仪器，而且透水混凝土的透水系数只能反映透水混凝土的透水效果，难以客观评价透水混凝土的透水效率，无法为透水混凝土透水性能的改进提供定量指标依据。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于沉浆指标的透水混凝土透水效率分析方法。它能够通过逐层分析透水混凝土的填充率定量计算得到沉浆指标，实现了透水混凝土从顶面到底面透水能力变化的定量表征，从而为透水混凝土透水效率的评估提供了量化途径。本专利技术通过以下述技术方案实现上述目的：一种基于沉浆指标的透水混凝土透水效率分析方法，包括如下步骤：(1)试件截面准备与图像获取获取透水混凝土沉浆分析标准试件，垂直顶面切开试件；清洁切开后的断面，在整个截面涂抹单一颜色，使截面上空隙区域和密实区域有明显的色差；通过拍摄或扫描获取截面的数字图像。(2)逐层填充率获取将沉浆分析标准试件截面均匀分成n层，使试件截面形成平行顶面的n个区域，通过图像分析逐层获取从顶面到底面各个区域的填充率c1至cn。(3)双向累计填充率分析根据从顶面到底面各个区域的填充率c1至cn，计算试件从顶面向底面的累计填充率A1至An：式中，Ai表示当i取值从1至n时，从顶面向底面的累计填充率；cj表示i取值从1至n时,从1至i各个区域的填充率，n为沉浆分析标准试件填充率分析的分层数量。根据从底面到顶面各个区域的填充率cn至c1，计算试件从底面向顶面的累计填充率B1至Bn：式中，Bi表示当i取值从1至n时，从底面向顶面的累计填充率；ck表示i取值从1至n时,从n+1-i至n各个区域的填充率，n为沉浆分析标准试件填充率分析的分层数量。(4)沉浆指标计算根据双向累计填充率Ai和Bi，计算透水混凝土的沉浆指标α：式中，α为透水混凝土的沉浆指标，Bi表示当i取值从1至n时，从底面向顶面的累计填充率；Ai表示当i取值从1至n时，从顶面向底面的累计填充率；(5)填充均匀增长率计算与透水效率分析根据计算得到的透水混凝土沉浆指标，计算该沉浆指标对应的填充均匀增长率β，评价透水混凝土的透水效率。式中，β为填充均匀增长率，α为透水混凝土沉浆指标，n为沉浆分析标准试件填充率分析的分层数量。所述的透水混凝土沉浆分析标准试件为顶面和底面平行的、厚度为100mm的透水混凝土试件。所述的沉浆分析标准试件填充率分析的分层数量n的取值范围在5至20之间。所述的填充均匀增长率是将沉浆分析标准试件等效为沉浆指标相同的、填充率从顶面到底面均匀递增的理想试件，该等效理想试件的底面的填充率相对于顶面填充率的增长率为填充均匀增长率，透水混凝土的填充均匀增长率越高，表明透水混凝土底层的沉浆情况越严重、透水效率越低，反之，填充均匀增长率越低，表明透水混凝土底层的沉浆情况越不严重、透水效率越高。本专利技术要在具有图形处理中的区域精确选取和像素读取的功能的分析软件中完成，须预先在个人计算机中安装此类软件。本专利技术突出的优点在于：该方法通过逐层计算透水混凝土的填充率，定量分析透水混凝土的沉浆情况并计算得到沉浆指标，并利用沉浆指标将透水混凝土沉浆分析标准试件等效为沉浆指标相同的、填充率从顶面到底面均匀递增的等效理想试件，实现了透水混凝土从顶面到底面透水能力变化的定量表征，从而为透水混凝土透水效率的评估提供了量化途径，克服了传统方法仅能测定透水系数，难以客观评价透水效率的缺点。具有良好的工程应用前景和推广价值。2、能够基于透水混凝土的沉浆指标，合理地评估透水混凝土的分层程度，为透水混凝土透水性能的改进提供依据。附图说明图1为试块1截面在涂抹单一颜色后的数字图像。图2是试块1截面的黑白二值图。图3是试块1截面均匀分为8层后的黑白二值图图4是试块2截面在涂抹单一颜色后的数字图像。图5是试块2截面的黑白二值图。图6是试块2截面均匀分为8层后的黑白二值图。图7是试块2截面均匀分为12层后的黑白二值图。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术的技术方案以及有效性和优越性作进一步详细描述。实施例中的图像分析主要在R2014b数值分析软件，需预先在个人计算机中安装此软件。实施例1本专利技术所述的基于沉浆指标的透水混凝土透水效率分析方法的一个实例，包括如下步骤：1、试件截面准备与图像获取获取透水混凝土沉浆分析标准试件1，垂直顶面切开试件；清洁切开后的断面，在整个截面涂抹单一颜色，使截面上空隙区域和密实区域有明显的色差；通过拍摄获取得到试件1截面的数字图像，如图1所示。2、逐层填充率获取利用R2014b数值分析软件对图片进行二值化处理，得黑白二值图，如图2所示。将沉浆分析标准试件1的截面均匀分成8层，使试件截面形成平行顶面的8个区域，如图3所示。利用R2014b数值分析软件逐层统计白色像素数，白色像素占比即为填充率，获取从顶面到底面各个区域的填充率c1至c8分别为0.6644、0.3594、0.5061、0.6966、0.6903、0.7260、0.8392、0.8611；3、双向累计填充率分析根据从顶面到底面各个区域的填充率c1至c8，计算试件从顶面向底面的累计填充率A1至A8：A1＝c1＝0.6644A2＝c1+c2＝1.0238A3＝c1+c2+c3＝1.5299A4＝c1+c2+c3+c4＝2.2265A5＝c1+c2+c3+c4+c5＝2.9168A6＝c1+c2+c3+c4+c5+c6＝3.6428A7＝c1+c2+c3+c4+c5+c6+c7＝4.4820A8＝c1+c2+c3+c4+c5+c6+c7+c8＝5.3431根据从底面到顶面各个区域的填充率c8至c1，计算试件从底面向顶面的累计填充率B1至B8：B1＝c8＝0.8611B2＝c7+c8＝1.7003B3＝c6+c7+c8＝2.4263B4＝c5+c6+c7+c8＝3.1166B5＝c4+c5+c6+c7+c8＝3.8130B6＝c3+c4+c5+c6+c7+c8＝4.3193B7＝c2+c3+c4+c5+c6+c7+c8＝4.6787B8＝c1+c2+c3+c4+c5+c6+c7+c8＝5.34314、沉浆指标计算根据双向累计填充率Ai和Bi，计算透水混凝土的沉浆指标α：5、填充均匀增长率计算与透水效率分析根据计算得到的透水混凝土沉浆指标α＝1.203，计算该沉浆指标对应的填充均匀增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于沉浆指标的透水混凝土透水效率分析方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)试件截面准备与图像获取获取透水混凝土沉浆分析标准试件，垂直顶面切开试件，清洁切开后的断面，在整个截面涂抹单一颜色，使截面上空隙区域和密实区域有明显的色差，通过拍摄或扫描获取截面的数字图像，(2)逐层填充率获取将沉浆分析标准试件截面均匀分成n层，使试件截面形成平行顶面的n个区域，通过图像分析逐层获取从顶面到底面各个区域的填充率c1至cn，(3)双向累计填充率分析根据从顶面到底面各个区域的填充率c1至cn，计算试件从顶面向底面的累计填充率A1至An：

【技术特征摘要】
1.一种基于沉浆指标的透水混凝土透水效率分析方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)试件截面准备与图像获取获取透水混凝土沉浆分析标准试件，垂直顶面切开试件，清洁切开后的断面，在整个截面涂抹单一颜色，使截面上空隙区域和密实区域有明显的色差，通过拍摄或扫描获取截面的数字图像，(2)逐层填充率获取将沉浆分析标准试件截面均匀分成n层，使试件截面形成平行顶面的n个区域，通过图像分析逐层获取从顶面到底面各个区域的填充率c1至cn，(3)双向累计填充率分析根据从顶面到底面各个区域的填充率c1至cn，计算试件从顶面向底面的累计填充率A1至An：式中，Ai表示当i取值从1至n时，从顶面向底面的累计填充率；cj表示i取值从1至n时,从1至i各个区域的填充率，n为沉浆分析标准试件填充率分析的分层数量，根据从底面到顶面各个区域的填充率cn至c1，计算试件从底面向顶面的累计填充率B1至Bn：式中，Bi表示当i取值从1至n时，从底面向顶面的累计填充率；ck表示i取值从1至n时,从n+1-i至n各个区域的填充率，n为沉浆分析标准试件填充率分析的分层数量，(4)沉浆指标计算根据双向累计填充率Ai和Bi，计算透水混凝土的沉浆指标α：

【专利技术属性】
技术研发人员：陈正，邓鹏，梁凯，胡以婵，冯庆革，余波，陈晔，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45