[发明专利]水泥基材料裂缝吸水过程可视化和吸水率测量装置及方法

权利要求书

1.一种水泥基材料裂缝吸水过程可视化和吸水率测量装置，其特征在于，装置中包括空箱(1)和相机(5)，所述的空箱(1)中放置有荧光灯(3)以及用于存储荧光素溶液(7)的托盘(2)；托盘(2)中放置有若干支撑件(4)，且各支撑件(4)的顶面高度相等，以形成一个水平的支撑平面，水泥基材料试块(6)的底面水平放置于该支撑平面上；所述支撑平面的高度低于托盘(2)的最高储水高度；所述相机(5)的拍摄区域覆盖所述支撑平面上方的水泥基材料试块(6)放置区域；所述荧光灯(3)的光照范围覆盖所述水泥基材料试块(6)在相机(5)中的成像区域。

2.如权利要求1所述的水泥基材料裂缝吸水过程可视化和吸水率测量装置，其特征在于，所述的空箱(1)呈长方体，其一个侧面完全敞开不封闭，其余5个面均封闭不透光；整个测量装置优选放置于黑暗房间中。

3.如权利要求1所述的水泥基材料裂缝吸水过程可视化和吸水率测量装置，其特征在于，所述的相机(5)的焦点位于所述水泥基材料试块(6)朝向相机(5)一侧的表面正中心。

4.如权利要求1所述的水泥基材料裂缝吸水过程可视化和吸水率测量装置，其特征在于，所述的托盘(2)中存储有荧光素溶液(7)，且荧光素溶液(7)的液面刚好与所述支撑平面上的水泥基材料试块(6)的底面接触。

5.如权利要求1所述的水泥基材料裂缝吸水过程可视化和吸水率测量装置，其特征在于，所述的支撑件(4)为截面为矩形的塑料棒(4)。

6.如权利要求1所述的水泥基材料裂缝吸水过程可视化和吸水率测量装置，其特征在于，所述的水泥基材料试块(6)的一个侧面正对所述的相机(5)。

7.如权利要求1所述的水泥基材料裂缝吸水过程可视化和吸水率测量装置，其特征在于，所述的水泥基材料是硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或水泥砂浆。

8.如权利要求1所述的水泥基材料裂缝吸水过程可视化和吸水率测量装置，其特征在于，所述的荧光灯(3)为紫外荧光灯，其功率范围在8～30W，闪烁频率为20～50Hz。

9.如权利要求1所述的水泥基材料裂缝吸水过程可视化和吸水率测量装置，其特征在于，所述的托盘(2)的侧壁采用透明材料制成。

10.一种利用权利要求1所述装置的水泥基材料的吸水率测量方法，其特征在于，步骤如下：

S1：将整个装置置于黑暗房间中，开启荧光灯(3)，将含有微观裂缝的水泥基材料试块(6)放置于若干支撑件(4)顶面形成的支撑平面上，且水泥基材料试块(6)的一个侧面正对所述的相机(5)，然后将相机(5)设置成聚焦于水泥基材料试块(6)的表面正中心；

S2：在托盘(2)中倒入荧光素溶液(7)，以水泥基材料试块(6)的下底面恰好接触荧光素溶液(7)时作为初始时刻，从初始时刻开始控制相机(5)连续拍摄水泥基材料试块(6)表面的微观裂缝吸水过程图像；

S3：在相机(5)连续拍摄的图像中识别由荧光素高亮凸显出来的微观裂缝、浸润线和浸润面积，得到第i张图像的浸润面积A_i以及吸水时间t_i，t_i取第i张图像的拍摄时间距离初始时刻的时间差；

S4：将若干组A_i和t_i作为拟合数据，对水泥基材料试块(6)的吸水时间t和浸润面积A按下式进行拟合：

A＝a+kt^1/2

其中，a是拟合常数；k是吸水率相关系数；

S5：按照水泥基材料试块(6)的浸润面积与试块吸水质量的换算系数N，计算水泥基材料的吸水率s：

s＝k×N。