[发明专利]一种用于评价水泥基材料抗泛碱性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别是对水泥基材料抗泛碱性性能的评价方法。

背景技术

水泥基材料是目前应用最为广泛的建筑材料。然而在一定的外界环境条件下，水泥基材料外表面会发生泛碱现象。泛碱现象是由于水泥基材料内部可溶性物质在材料表面沉积所引起的，主要表现为材料表面出现“白霜”。对于一些有外观美学要求的建筑物，如：清水桥面、建筑物外墙饰面等，泛碱问现象会严重影响水泥基材料的美学性能。

目前评价水泥基材料抗泛碱性能的国家标准主要为定性的方法：将待测材料表面冲刷后烘干或者浸泡后烘干若干次，以模拟环境中干湿交替的条件进行泛碱处理，然后通过肉眼观察材料表面或触摸材料表面感觉是否有粉末掉落的方法评价该材料的抗泛碱性能。这类方法无法准确、定量的评价水泥基材料的抗泛碱性能。

发明内容

要解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提出一种用于评价水泥基材料抗泛碱性性能的方法，用于解决现有的国标中规定的方法无法准确定量评价水泥基材料的抗泛碱性性能的技术问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于评价水泥基材料抗泛碱能力的方法，包括顺序执行的以下步骤：

(1)在待测水泥基材料表面置于在恒定光源强度与恒定光源位置的条件下，将数码相机垂直于待测水泥基材料表面，采集待测水泥基材料初始表面高分辨图像P₁；

(2)以待测水泥基材料表面为底搭建无盖容器，利用密封材料封闭接缝处空隙；

(3)进行泛碱处理，向容器中加入适量去离子水，使待测水泥基材料表面上形成5mm～10mm厚度的水层，静置24h，再利用大于5m/s的恒定速率并且平行于待测水泥基材料表面的气流吹拂水层表面，直至待测水泥基材料表面的水分完全蒸发；重复该步骤进行泛碱处理2～3次；

(4)在与步骤(1)相同的拍摄条件下，采集待测水泥基材料经过泛碱处理后的表面图像P₂；

(5)将采集的图像P₁、P₂进行图像预处理：对两图像进行同位切割，使P₁、P₂图像表征材料表面位置信息一一对应，再将图像转换为仅存在灰度变化的黑白图像；

(6)将预处理后的图像进行灰度示差分析：以水泥基材料初始表面图像P₁为背景噪声灰度，以水泥基材料经过泛碱处理后的表面图像P₂为检测灰度，将检测灰度中的背景噪声灰度去除，得到消除背景噪声灰度后的待测水泥基材料表面图像P₃＝P₂-P₁；

(7)对消除背景噪声后的待测水泥基材料表面图像P₃，某一位置的灰度值与该位置的泛碱程度成正比，计算不同灰度值所占整个待测水泥基材料表面面积的比例，得到泛碱相对面积，泛碱相对面积越大表明抗泛碱能力越差。

进一步的，在本发明中，步骤(5)中，黑白图像保存为8位。8位图像的灰度值变化范围为0～255，足够较为准确地反映出图像上各个区域灰度的不同，从而反映出该区域的泛碱程度。

进一步的，在本发明中，步骤(7)中，将灰度值≤80所对应的区域划分为I型泛碱区域，80＜灰度值≤200所对应的区域划分为II型泛碱区域，分别计算得到I型泛碱区域和II型泛碱区域所占整个待测水泥基材料表面面积的比例。计算每个灰度对应的区域的大小，工作量较大且没有必要，所以可以参考上述划分方法，该方法是经过多次实验对某外墙板泛碱图像进行分析与甄别后总结出来的划分区间，实验时以距离待测水泥基材料表面6米以外观测，肉眼可见的泛碱程度较重的区域一般灰度值≤80，肉眼可见的泛碱程度较轻的区域一般80＜灰度值≤200，将整个待测水泥基材料表面存在泛碱的区域划分为这两个块，待测水泥基材料表面的其他区域灰度值＞200可以认为此处几乎没有泛碱的情况，这样得到上述两个不同区域所占的面积的比例，两者的比例相加数值越大表面抗泛碱能力越弱，并且其中I型泛碱区域的比例越大则泛碱越严重、抗泛碱能力越弱，这样，对整个待测水泥基材料表面的泛碱状况有一个相对准确的定量评估。

有益效果：

本发明对待测水泥基材料表面图像利用计算机进行图像处理与分析，根据待测水泥基材料表面图像不同区域灰度值的差异进行泛碱程度与区域的甄别，再计算出泛碱的区域，评价材料的抗泛碱能力。与传统的评价方法相比，有着将定性评价转化为定量评价的优势。具体包括如下优点：