基于局部密度方差理论的高性能混凝土骨料均匀度定量评价

为科学高效地评价高性能混凝土(HPC)骨料均匀度,针对骨料均匀度评价定量化难的问题,提出一种基于局部密度方差理论结合计算机数字图像处理技术的方法,对骨料均匀度进行定量评价。先对采集的高清图像进行滤波去噪处理,采用边缘提取获得骨料形态,进行腐蚀、膨胀操作、开闭运算处理获取骨料分布图,再利用提出的局部密度方差计算公式对随机选取的2个测区进行均匀度计算。研究结果表明:通过MATLAB编程可以实现图像去噪和骨料外形特征提取,骨料所处的位置被加粗加黑,骨料与过渡界面处被锐化处理,骨料间噪点被去除,为均匀度计算分析提供支撑;基于局部密度方差计算公式,提出的3种局部密度计算指标(由标准局部边长l0得出的均匀度U1、U2和所有局部边长l取平均值得出的均匀度U3)可对测区骨料分布均匀度进行数值计算,避免了人为主观因素的影响;对测区图像进行0°~90°旋转模拟拍摄角度差异,对比分析两测区旋转后图像和原图均匀度评价指标U1、U2、U3标准差约为1%,波动性较小,表明选用的3种指标评价的唯一性较好;U3在测区1和测区2的评价中方差仅为0.55%和0.48%,波动性较U1、U2小;随所取不同角度图像样本数量增加,3种均匀度指标趋于平稳,方差进一步降低,3种指标既可以单独评价,也可以综合评价HPC骨料的均匀性。