混凝土沙石材料孔隙率的检测与研究

发布时间：2020-07-10 16:44

【摘要】：随着社会经济的飞速发展,混凝土在现实生活中的应用越来越普遍,广泛用于道路桥梁建设、建筑物、装修等各领域。这对混凝土的性能指标提出了更高的要求,而影响混凝土的性能有诸多因素,如混凝土的用水量、水灰比、含沙率、水泥品种、骨料条件、外加剂等都会对混凝土的性能有一定的影响。目前,绝大数搅拌站仍然使用落后的设备和方法,在配比过程中完全依赖于经验来实施,无法根据对象需求进行定量的配比控制,这样会造成资源的浪费,混凝土质量不高等一系列问题。本文针对混凝土的沙石材料在搅拌仓内搅拌均匀后,通过CCD摄像机获取沙石图像,基于MATLAB仿真平台,运用数字图像处理技术,并对沙石图像采用改进的二维Otsu阈值分割与区域生长相结合的算法进行分割,实现混凝土沙石图像中孔隙的分割和统计孔隙率等功能。本文完成的主要工作如下:(1)确定混凝土沙石材料孔隙率检测的研究方案,采用数字图像处理技术对混凝土沙石材料中的孔隙进行分析。考虑到现场环境,选取CCD摄像机拍摄采集图像,选取张正友标定法作为图像标定方法。针对图像处理方案进行分析,确定图像预处理以及分割方案。(2)运用图像处理技术,对采集到的沙石图像进行预处理。首先做灰度图像处理,然后分析并比较均值滤波、中值滤波和梯度倒数加权法等滤波方法的效果,发现中值滤波效果最为理想;再对图像进行均衡化,增强图像对比度;在阈值二值化处理过程中,采用迭代式阈值分割和最大类间方差两种方法,并对比处理效果;最后采取区域填充对二值化后的图像进行优化。(3)将改进二维Otsu阈值分割算法与区域生长算法结合,对混凝土沙石材料图像进行分割。首先用改进的二维Otsu阈值分割算法对预处理后的图像完成初始分割,然后对二值化图像进行种子点选取,按照生长准则将具有同质性的像素区域集合起来生长出更大的区域,重复迭代上一过程,完成最终分割。(4)通过摄像机模型,采用张正友标定法获取相机内外参数,然后通过相机坐标系与世界坐标系之间的关系进行换算,得到图像与实际孔隙的比例关系。再根据分割结果求取孔隙率,并对孔隙的特征参数进行分析。通过对本课题的研究,实现了基于图像处理的改进二维Otsu阈值分割与区域生长相结合的算法对混凝土沙石图像进行分割,能够实时获取沙石图像孔隙率信息。将本课题提出的方法经大量实验修正完善后应用于实际生产中,将会使得混凝土的生产工作效率和性能得到了极大的提高,用户的经济效益和社会效益也相应的提高。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528;TP391.41
【图文】：

国内商品,用量,搅拌站,社会

武汉理工大学硕士学位论文确的摸索出还需要加入水泥的量，使得生产出来的混凝土性能更好，同时在材料用量上更加节约。通过节约水泥的用量来更高的经济效益和社会效益。1.2 课题国内外研究现状与发展趋势1.2.1 混凝土材料配比国内外研究现状自 18 世纪水泥被发明以来，混凝土材料发展到现在已有上百年时间。伴随着道路、桥梁、建筑和水利等设施大肆扩建，混凝土作为首选材料，其需求之大可想而知。而且随着近年来城镇化步伐加快、工业化重心的转移等，混凝土的用量仍将继续快速增长。从国家统计局和中国水泥研究院近几年的商品混凝土用量可以看出，混凝土的用量呈现逐年递增的趋势，如图 1-1。

混凝土搅拌站

混凝土沙石材料孔隙率分析是指通过 CCD 摄像机等图像采集设备将混凝土材料进行拍摄，传输到 PC 机中，运用图像处理技术对图像特征信息进行提取，同时将图片中的像素信息转化为实际应用中的真实值，实时获取混凝土材料的孔隙率信息。针对混凝土沙石材料孔隙率的分析和研究，主要涉及图像采集部分设计、图像处理方案分析和孔隙特征参数的提取与分析。2.1 混凝土生产系统功能需求分析近几年，我国建筑行业、交通运输业取得了快速发展，商品混凝土凭借其优良的性能被应用到各种设施的建设中。混凝土的质量将会对工程施工进展以及工程质量产生重要影响。在实际应用中，通常按照生产需要在某一区域内修建混凝土搅拌站，实行小范围集中，分散运送，以供应该范围内应用所需的混凝土用量。如图 2-1 和图 2-2 是传统的混凝土搅拌站和存放不同粒级材料的装置。

材料,混凝土搅拌站,孔隙率,沙石

【相似文献】