[发明专利]一种基于CT图像分析混凝土开裂成因的方法

摘要

本发明提供一种混凝土裂缝成因的定量测定和分析方法，对建筑物实体进行实地观察，初步排除非混凝土材料原因导致的开裂；依据开裂严重程度，分别在实体不同部位钻取混凝土芯样，将芯样进行X射线扫描；表征石子分布的均匀性，对所获得的二维切片，分别计算混凝土总面积，为消除量纲的影响，计算一个固定切片步长等间隔中粗骨料占比体积分数V_g或者除粗骨料外部位体积分数V_S，分别计算不同深度切片的粗骨料体积分数或除粗骨料外体积分数，采用不同统计工具来定量描述混凝土中石子分布的均匀性，建立混凝土材料裂缝成因的两个重要判据，通过芯样之间的比较，或者与规范限制值进行比较，明确是否由混凝土材料本身导致混凝土结构开裂。

主权项

1.一种基于CT图像分析混凝土材料开裂成因的方法，其特征在于，该方法建立判断混凝土材料性质裂缝成因的客观依据，采用X射线层析扫描法和相关分析软件，通过判定依据的准确测量，获得混凝土结构裂缝成因，具体包括以下步骤：步骤1.对建筑物实体进行实地观察，初步排除非混凝土材料原因导致的开裂；步骤2.依据开裂严重程度，分别在实体不同部位钻取混凝土芯样，其中必须包括开裂区域和未开裂区域；在实际条件的允许下，所选取的区域在结构类型、部位、混凝土种类、强度等级、配合比及所用原材料方面应尽可能一致，且混凝土浇筑时间应相近；步骤3.将芯样进行X射线扫描；先进行三维扫描，获得其内部结构的全息信息，基于灰度理论，由于石子和砂浆存在密度差异，在成像中呈现出不同的灰度值，采用相关图像处理和分析软件，分别计算X\Y\Z轴方向石子和砂浆的体积分数，并与相关配合比报告进行比较，来判断是否是由石子体积分数不足所导致的开裂；如无混凝土配合比报告，则通过不同裂缝情况样品的石子体积分数比较来判断；步骤4.为表征石子分布的均匀性，沿着所取混凝土芯样长度方向进行层析扫描，将芯样从表面至混凝土试块内部进行扫描；每间隔一个固定的切片步长d切取芯样横截面的二维切片；步骤5.对所获得的二维切片，分别计算混凝土总面积F，观察切片中灰度的变化，选取粗骨料面积F_g，其余面积计做F_s；步骤6.为消除量纲的影响，计算一个固定切片步长等间隔中粗骨料占比体积分数V_g或者除粗骨料外部位体积分数V_S，步骤7.分别计算不同深度切片的粗骨料体积分数或除粗骨料外体积分数，分别记做V_g1、V_g2、V_g3……；或者V_s1、V_s2、V_s3……；步骤8.采用不同统计工具来定量描述混凝土中石子分布的均匀性，进而推断混凝土本身的均匀性；步骤9.建立混凝土材料裂缝成因的两个重要判据，a、芯样中石子体积分数；b、石子体积分数随混凝土芯样深度变化的分布函数；通过芯样之间的比较，或者与规范限制值进行比较，明确是否由混凝土材料本身导致混凝土结构开裂。