混凝土外观质量检测评价方法技术

一种混凝土外观质量检测评价方法，包括以下步骤：1)选取面积为S

Concrete; appearance quality; inspection and evaluation method

The invention relates to a concrete exterior quality examination and evaluation method, comprising the following steps: 1) selecting an area of S;

【技术实现步骤摘要】
混凝土外观质量检测评价方法
本专利技术涉及建筑工程中普遍使用的混凝土，具体地指一种混凝土外观质量检测评价方法。
技术介绍
混凝土是使用量最大的建筑材料，在建设工程中起着极为重要的作用。随着混凝土的高性能化，混凝土的外观质量也越来越受到重视。现行国标GB50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》中对混凝土的外观质量作了如下规定：主控项目浇筑结构的外观结构不应有严重缺陷，对已出现的严重缺陷，应由施工单位提出技术处理方案，并经监理(建设)单位认可后进行处理；对经过处理的部位，应重新检查验收……。检验方法：观察、检查技术处理方案……”。依据现行规范和规程，混凝土外观质量的检测与评定通常是由检测人员视觉观察混凝土色差、用刻度尺测量气泡大小及裂缝深度等。该方法在混凝土结构的一般检查和评定方面起到了重要作用，然而该方法基于人工视觉的检测结果，严重依赖检测人员个人的标准和经验，导致评价结果缺乏客观性，且难以准确量化结构外观质量的劣化程度。另外，鉴于混凝土工程量大面广，采用人工检测方法费时费力，检测费用高昂，同时检测过程中受环境局限性大，对检测人员的安全要求很高。为了解决上述问题，本领域技术人员从理论上和实践中都一直在研究如何有效评判混凝土的外观质量，但至今为止尚未取得满意的评判方法。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要克服上述现有技术所存在的缺陷，提供一种高效、客观、操作简便的混凝土外观质量检测评价方法。为实现上述目的，本专利技术所设计的混凝土外观质量检测评价方法，包括以下步骤：1)在待评价混凝土表面上选取一块面积为S0的检测样本，在温和自然光环境下，拍摄获得检测样本的表面照片；2)利用二值化处理软件对所得表面照片进行二值化处理，其中缺陷部分像素点的灰度值设置为0或255；3)对二值化处理后的表面照片进行统计分析，获得缺陷部分像素点占表面照片总像素点的百分比A；4)计算检测样本的缺陷面积S，该缺陷面积S与检测样本面积S0之间满足如下数学关系：S＝S0×A；5)在检测样本表面涂抹填充剂，并将其抹平，然后根据填充剂涂抹前体积V0与涂抹后体积V1的变化，等效取代检测样本的缺陷体积V，该缺陷体积V＝V0－V1；6)计算检测样本的缺陷平均深度H，该缺陷平均深度H＝V/S，其中V的单位为cm3，S的单位为cm2，H的单位为cm；7)根据所得缺陷面积S和缺陷平均深度H综合评价混凝土表面外观质量。进一步地，为了使检测样本中缺陷部位与平整区域明显区别，避免图像处理出现的误差，所述步骤1)中，拍摄时选择自然光方向与检测样本表面呈30～60°的夹角，优选的夹角为35～45°。进一步地，选取合适的灰度阈值是图像二值化的重要步骤，过高的灰度阈值会使一些真实边缘丢失，过低的灰度阈值又会产生一些无谓的虚假边缘，影响图像的分割准确度，因此，所述步骤2)中二值化处理的灰度阈值依据表面照片的亮度进行调整，或根据多次手动取值的结果进行选择，优选的二值化处理灰度阈值为60～80。进一步地，所述步骤2)中，二值化处理软件采用Matlab软件或Photoshop软件。进一步地，级配均匀的细砂其堆积比较紧密，压实性小，较小外力的作用对其堆积状态影响不大，可自然地填充到混凝土表面的缺陷中，适用于表面处于水平状态的混凝土构件，玻璃胶的压缩性也比较小，具有一定的粘性，适用于表面处于竖直状态的混凝土构件，因此，所述步骤5)中，填充剂采用级配均匀的细砂或玻璃胶。进一步地，为了保证填充剂能够自然地填充缺陷部位，所述步骤5)中，采用轻柔用力方式将填充剂抹平，抹平过程中保持填充剂颗粒或胶体呈自然堆积状态。进一步地，因填充剂填充前后的体积不易直接测量，而其质量可通过简单的称量得到，因此，将步骤5)中填充剂填充前后的体积变化转化为其质量变化，所述步骤5)中，填充剂涂抹前体积V0＝m0/ρ，填充剂涂抹后体积V1＝m1/ρ；其中：m0为填充剂涂抹前质量，m1为填充剂涂抹后质量，m0和m1的单位为g；ρ为填充剂堆积密度，ρ的单位为g/cm3；V0和V1的单位为cm3。图像二值化处理技术的原理为：将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，也就是将整个图像呈现出明显的黑白效果，其方法是设定一个全局的阈值T，用T将图像的数据分成两部分：大于T的像素群和小于T的像素群。将大于T的像素群的像素值设定为白色(或者黑色)，小于T的像素群的像素值设定为黑色(或者白色)。具体到本专利技术图像的二值化处理，就是将缺陷部位与其他部位的深度差别通过光影成像转换为灰度的差别，然后利用阈值选取技术来分割该图像，并可通过灰度统计计算出不同灰度像素所占的比例。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术采用图像二值化处理技术和等体积取代法对混凝土外观缺陷进行定量测量，并提出平均缺陷深度H作为混凝土外观缺陷的评价指标，可避免人为因素的影响，对混凝土的外观质量进行定量和科学客观的评价，而且该方法高效便捷，可大大节约工程中的人工成本。2、本专利技术在全面考虑混凝土表面裂缝、气泡、蜂窝麻面、孔洞等的基础上对混凝土的外观质量进行综合评价，避免了现有技术中对混凝土外观质量评价的片面性，且本专利技术二值化灰度阈值可自动设置，消除了现有图像处理技术中需对平整区域进行勾画、扣除等人为因素影响较大的处理过程，也大大简化了处理步骤。3、本专利技术图像采集在自然光方向与检测样本表面的角度为30～60°下进行，使缺陷与平整区域明显区别，避免图像处理出现的误差。附图说明图1为本专利技术混凝土表面检测样本的表面照片；图2为本专利技术二值化处理后的混凝土表面检测样本的表面照片。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述。图1为本专利技术混凝土表面检测样本的表面照片，该照片的获得是先在待评价混凝土表面上选取面积S0＝50cm×50cm的检测样本，然后在自然光方向与检测样本表面呈30°的角度下拍摄所得。由图1可以看出，检测样本的表面有很多大小不一的表面裂缝、气泡、蜂窝麻面和孔洞，缺陷较多。为了定量、客观地描述上述检测样本表面缺陷的程度，首先，利用二值化处理软件Photoshop对所得检测样本的表面照片进行二值化处理，其中，二值化处理灰度阈值为60，缺陷部分像素点的灰度值设置为0，得到如图2所示的二值化处理后的混凝土表面检测样本的表面照片；其次，对二值化处理后的表面照片进行统计分析，可得缺陷部分像素点占表面照片总像素点的百分比A＝17.8％，根据式S＝S0×A计算缺陷部分的面积S＝445cm2；然后，称取质量m0＝100g的玻璃胶对检测样本表面进行涂抹，并采用轻柔用力方式将玻璃胶抹平，抹平过程中保持玻璃胶呈自然堆积状态，涂抹结束后称量剩余玻璃胶的质量m1＝42g，其中玻璃胶堆积密度ρ＝1.9g/cm3，根据式V0＝m0/ρ和式V1＝m1/ρ分别计算玻璃胶涂抹前的体积V0＝52.6cm3、玻璃胶涂抹后的体积V1＝22.1cm3，该体积变化即为检测样本的缺陷体积，根据式V＝V0－V1计算检测样本的缺陷体积V＝30.5cm3；最后，根据式H＝V/S计算检测样本的缺陷平均深度H＝0.069cm，该缺陷平均深度H可用来评价混凝土表面外观缺陷情况。表1为混凝土表面外观评价的分级标准，其中该分级标准参照CJJ99-2003《城市桥梁养护技术规范》进行制定。表1表1可知，所检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
混凝土外观质量检测评价方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：1)在待评价混凝土表面上选取一块面积为S

【技术特征摘要】
1.混凝土外观质量检测评价方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：1)在待评价混凝土表面上选取一块面积为S0的检测样本，在温和自然光环境下，拍摄获得检测样本的表面照片；2)利用二值化处理软件对所得表面照片进行二值化处理，其中缺陷部分像素点的灰度值设置为0或255；3)对二值化处理后的表面照片进行统计分析，获得缺陷部分像素点占表面照片总像素点的百分比A；4)计算检测样本的缺陷面积S，该缺陷面积S与检测样本面积S0之间满足如下数学关系：S＝S0×A；5)在检测样本表面涂抹填充剂，并将其抹平，然后根据填充剂涂抹前体积V0与涂抹后体积V1的变化，等效取代检测样本的缺陷体积V，该缺陷体积V＝V0－V1；6)计算检测样本的缺陷平均深度H，该缺陷平均深度H＝V/S，其中V的单位为cm3，S的单位为cm2，H的单位为cm；7)根据所得缺陷平均深度H综合评价混凝土表面外观质量。2.根据权利要求1所述的混凝土外观质量检测评价方法，其特征在于：所述步骤1)中，拍摄时选择自然光方向与检测样本表面呈30～60°的夹角。3.根据权利要求1所述的混凝土外观质量检测评价方法，其特征在于：所述步骤1)中，拍摄时选择自然光方向与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李顺凯，李进辉，胡骏，陈飞翔，陈鸣，孔维，屠柳青，刘松，徐文冰，焦运攀，
申请(专利权)人：中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42