[发明专利]检测混凝土腐蚀产物的高光谱测试与分析方法

说明书

本发明公开了一种检测混凝土腐蚀产物的光谱测试与分析方法，包括以下步骤：(S1)建立混凝土原材料、水化产物、腐蚀产物的光谱库；(S2)根据检测对象性质，确定光谱采集的技术参数；(S3)不同环境下的检测目标光谱数据采集；(S4)实测光谱曲线预处理和特征参量提取；(S5)光谱曲线比值与求导处理，检测对象腐蚀性产物生成过程分析。本发明利用高光谱测量技术，采用便携式光谱仪对标准养护与溶液腐蚀条件下混凝土损伤劣化过程进行光谱采集，通过小波去噪、包络线去除等处理后，通过比值导数光谱法分析不同龄期与不同腐蚀条件下光谱特征的区别；检测混凝土在腐蚀溶液下膨胀性产物丰度，满足混凝土腐蚀性产物无损检测的需要。

技术领域

本发明涉及混凝土的无损检测技术，具体是一种检测混凝土腐蚀产物的高光谱测试与分析方法。

背景技术

混凝土的无损检测技术是在不破坏混凝土结构的前提下进行检测，获得人们最需要的混凝土物理量信息并将信息数字化、图像化处理，发现工程中可能出现的各种缺陷，解决工程中出现的问题。目前常用的混凝土无损检测技术通常是对钢筋混凝土结构实体的混凝土强度、缺陷(密实度、裂缝、新老混凝土接合面、疏松层等)、钢筋位置(直径可估测)等参数进行检测。

混凝土结构在实际服役的过程中，会受到各种复杂的力学作用和化学作用，尤其是化学腐蚀作用，会对混凝土性能产生影响。对于混凝土化学腐蚀的研究，通常采用扫描电镜、能谱、XRD衍射等方法进行微观分析，评价材料结构耐久性、安全性。但这些方法通常需要对混凝土进行取样，从而对混凝土结构产生了破坏，而且需要固定性系统设备，检测周期也比较长，连续性差。且对于在役混凝土结构来说，不可能分周期的提供大量样品进行有损检测。

近几年高光谱技术已经广泛应用于食品检测定级、农业调查监测及化工检测分析等领域，如油脂的真伪快速检测、农作物品质分析及土壤矿质成分动态检测等。采用高光谱测试与分析方法可以直观、简便、无损的对混凝土的腐蚀产物生成过程进行快速检测，此方法是对混凝土腐蚀产物无损检测技术的有益补充，对混凝土性能的研究具有重要的意义。

发明内容

本发明旨在解决现有混凝土无损检测方法存在的上述问题，而提供一种检测混凝土腐蚀产物的高光谱测试与分析方法，该方法具有非接触、无损检测的优势，可以对不同环境下的混凝土及时、准确、重复连续无损检测。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种检测混凝土腐蚀产物的高光谱测试与分析方法，按以下步骤进行：

步骤1：建立混凝土原材料、水化产物、腐蚀产物的光谱库；

步骤2：根据检测对象性质，确定光谱采集的技术参数；

步骤3：不同环境下的检测目标光谱数据采集；

步骤4：实测光谱曲线预处理和特征参量提取；

步骤5：光谱曲线比值与求导处理，检测对象腐蚀性产物生成过程分析。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，有益效果是：

(1)具有非接触、无损检测的优势，可以在养护或腐蚀环境下重复连续监测，是一种及时、准确、连续的无损检测方法。

(2)利用高光谱测量技术，采用便携式光谱仪对标准养护与溶液腐蚀条件下混凝土损伤劣化过程进行光谱采集，通过小波去噪、包络线去除等处理后，通过比值导数光谱法分析不同龄期与不同腐蚀条件下光谱特征的区别；检测混凝土在腐蚀溶液下膨胀性产物丰度，满足混凝土腐蚀性产物无损检测的需要。

作为优选，本发明更进一步的技术方案是：

所述步骤1中包括以下步骤：