[发明专利]基于净浆搅拌过程图像的自密实混凝土配合比阶梯搜索方法

权利要求书

1.基于净浆搅拌过程图像的自密实混凝土配合比阶梯搜索方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1，在净浆搅拌机旁架设图像采集和处理装置，通过图像采集和处理装置实时采集和处理搅拌过程中的净浆的图像信息，所述图像信息为净浆在搅拌锅中的形状参数Δh和停止搅拌后恢复净浆液面水平所需的时间ΔT；

步骤2，根据净浆的图像信息获取净浆的流动参数，且所述净浆的流动参数为净浆的坍落扩展度SF和净浆流动到200mm的时间T₂₀₀，建立净浆的坍落扩展度SF与净浆在搅拌锅中的形状参数Δh之间的关系：

公式1：SF＝f(Δh)；

建立净浆流动到200mm的时间T₂₀₀与停止搅拌后恢复净浆液面水平所需的时间ΔT之间的关系：

公式2：T₂₀₀＝g(ΔT)；

步骤3，根据净浆的流动参数计算并确定其流变特性，所述流变特性为屈服强度和粘度，计算方法如下：

公式3：

式中：ρ_paste表示净浆的表观密度，V_cone表示净浆坍落度筒内所装净浆的体积，SF表示净浆扩展度，g表示重力加速度，λ取值0.00005，τ_paste为净浆的屈服强度；

公式4：

式中：ρ_paste表示净浆的表观密度，g表示重力加速度，h_cone表示扩展度筒的高度，V_cone表示净浆坍落度筒内所装净浆的体积，T₂₀₀表示净浆扩展度为200的时间，slump为扩展度是200mm时的坍落度，η_paste为净浆的粘度；

步骤4，根据预先确定的砂石骨料特征，计算净浆的流变阈值

公式5：

式中：ρ_mortar表示砂浆的表观密度，g表示重力加速度，δ_mortar表示砂浆膜的厚度，φ为实际砂率，φ_max为理想最大砂率，n为4.2，a、b为与石子粒形有关的参数，a可取9.68，b可取4.36，τ_threshold为净浆的屈服强度阈值；

公式6：

式中，Δρ是石子和悬浮砂浆之间的密度差，δ_mortar表示砂浆膜的厚度，r是砂石的平均半径，φ为实际砂率，φ_max为理想最大砂率，[η]为特征粘度取2.5，η_threshold为净浆的粘度阈值；

将净浆的流变特性与流变阈值进行比较，若净浆的流变参数值满足流变阈值要求，

公式7：τ_paste≤τ_threshold

公式8：η_paste≥η_threshold

则进行混凝土试配，可获得满足自密实混凝土规范要求的混凝土；

步骤5，若净浆的流变参数不满足流变阈值的要求，则向净浆搅拌锅中添加水或外加剂，重复步骤1-4，直至得到满足自密实混凝土要求的净浆。

2.根据权利要求1所述的基于净浆搅拌过程图像的自密实混凝土配合比阶梯搜索方法，其特征在于，所述净浆包括粉体、水和外加剂，其中，粉体为水泥或水泥与石粉、粉媒灰或矿渣中的一种或多种的组合。

3.根据权利要求1所述的基于净浆搅拌过程图像的自密实混凝土配合比阶梯搜索方法，其特征在于，步骤5中向净浆搅拌锅中添加水或外加剂按照交替添加或连续多次添加水或外加剂后，再根据加入水或外加剂的量，计算当前水粉比和外加剂的掺量。

4.根据权利要求3所述的基于净浆搅拌过程图像的自密实混凝土配合比阶梯搜索方法，其特征在于，计算当前水粉比和外加剂的掺量，具体方法如下：

计算当前的体积水粉比：

公式9：

式中，为最终的体积水粉比，Vw为加水之前的水的体积，ΔV_w为累计加入水的体积，V_p为粉体体积；

计算当前的外加剂百分比：

公式10：

式中，SP％为最终的减水剂掺量百分比，m_sp为初始外加剂质量，Δm_sp为累计加入的外加剂的质量，m_p为粉体的质量。