[发明专利]不导电微细有机纤维在硬化水泥基复合材料中的性能评价方法

权利要求书

1.一种不导电微细有机纤维在硬化水泥基复合材料中的性能评价方法，其特征是，步骤为：（1）根据透反射偏光显微镜载物台尺寸及有机纤维长度，切割测试试件；

（2）试件干燥后，在切割表面喷上水性荧光渗透剂，静置10~15min使水性荧光渗透剂充分浸入试件切割表面后，用水将试件表面多余的水性荧光渗透剂冲洗掉，在室内环境下静置至表面自然干燥后，放置于偏光镜下进行观察；

（3）选取物镜放大倍数为4倍，先用偏光镜白光光源调整物镜焦距，直至图像清晰为止，然后关闭白光光源，打开紫外线LED光源，浸有水性荧光渗透剂的有机纤维显示出紫色或淡蓝色，而水泥基体材料呈现深灰色；

（4）用透反射偏光显微镜内置CCD相机拍照，得到硬化混凝土中微细有机纤维图像；

（5）采用图像处理软件对至少三个切割面的图像进行分析，计算纤维间距，统计纤维根数，根据分散系数和单位体积水泥基复合材料中纤维根数两个指标，定量评价不导电微细有机纤维在硬化水泥基复合材料中的分散度与体积率。

2.根据权利要求1所述的不导电微细有机纤维在硬化水泥基复合材料中的性能评价方法，其特征是：所述的不导电微细有机纤维为本身不导电且具有对水性荧光渗透剂吸附的特征，直径1μm~40μm，长径比100~400。

3.根据权利要求1或2所述的不导电微细有机纤维在硬化水泥基复合材料中的性能评价方法，其特征是：步骤（5）具体分为纤维分散的定量评价、单位体积硬化水泥基复合材料中纤维根数的计算两个部分；

纤维分散的定量评价为：1）在切割面上不同坐标区域获取图像，利用偏振光显微镜配套的图像处理软件，基于图像灰度值，将紫色或淡蓝色的区域从图像中滤出，同时去除背景图像，得到微细、不导电、有机纤维的特征点；

2）利用偏振光显微镜配套的的图像处理软件，计算出纤维间距平均值；

3）统计每幅图像中的纤维根数x_i，并计算其平均值x_average；

4）评价纤维分散性的分散系数计算公式：

α=exp(-Σ(Xi/Xaverage-1)2n)]]>

式中：n—试件某切割面所选取的二维图像的张数；

X_i—试件某切割面第i个图像里纤维的根数，根；

X_average—所有图像中纤维根数的平均值，根；

α—纤维分散系数，取值范围（0,1），α≤0.5时，分散性差；α>0.5时，分散性好；

单位体积硬化水泥基复合材料中纤维根数的计算，公式如下：：

N=D·t-1·2XV=2Xit·S]]>

N—水泥基复合材料单位体积内的纤维总根数，根/m³；

X—被切割试件上（下）切割面二维图像中的纤维根数，X＝X_unit*L*H，X_unit=X_i/S，根；

S—每张图像的面积，m²；

t—试件截距，取纤维平均长度，m；

D—垂直于切割面的试件原始厚度，m；

V—切割之前的试件原始体积，m³，V=L*H*D；

L—切割之前试件的长度，m；

H—切割之前试件的高度，m；

X_unit—某切割面单位面积中的纤维根数，X_unit=X_i/S，根/m²

最后，根据体视学原理，将所得的单位体积中的纤维根数N作为1m³水泥基复合材料中的纤维根数N_true；根据配合比设计时的纤维体积掺量和单根纤维的体积估算总的纤维根数N_original，与该方法统计出的根数N_true进行比较，如果二者在同一数量级，则说明纤维体积率是合格的。