(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211013144.1 (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 河海大学 地址 211100 江苏省南京市江宁区佛城西 路8号 (72)发明人 张京斌　黄勇谋　冯泽铭　刘奇千　 孙皓杰　何心仪　肖涵宇　林之晨　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 殷星 (51)Int.Cl. G01N 11/00(2006.01) G01N 1/28(2006.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 7/62(2017.01) (54)发明名称 基于砂浆搅拌过程图像的自密实混凝土配 合比阶梯搜索方法 (57)摘要 基于砂浆搅拌过程图像的自密实混凝土配 合比阶梯搜索方法。 （1） 在砂浆搅拌过程中实时 采集砂浆的图像信息； （2） 根据砂浆的图像信息 获取砂浆的流动参数； （3） 根据砂浆的流动参数 获取砂浆的流变特性 （4） 将砂浆的流变特性与砂 浆流变阈值比较， 判断砂浆的流变特性是否满足 相应阈值要 求； （5） 如满足阈值要 求， 即进行混凝 土试配， 可获得满足工作性能要求的自密实混凝 土； （6） 如不满足阈值要求， 重复步骤 （1） ‑（4） ， 直 至得到满足阈值要求的砂浆， 进而获得合格的自 密实混凝土。 本发明通过一次试配 即可获得自密 实混凝土配合比， 无需进行砂浆试验， 大大提高 自密实混凝土的配合比设计效率， 有效减少试验 材料和人工成本 。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 115508248 A 2022.12.23 CN 115508248 A 1.基于砂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， 包括以 下步骤： 步骤1， 在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 理搅拌过程中的砂浆的图像信息， 所述图像信息为砂浆在 搅拌锅中的形状参数Δh， 停止搅 拌后恢复砂浆液面水平所需的时间ΔT； 步骤2， 根据砂浆的图像信息获取砂浆的流动参数， 且所述砂浆的流动参数为砂浆的坍 落扩展度SF和砂浆通过V型漏斗的时间Vt， 建立砂浆的坍落扩展度SF与砂浆在搅拌锅中的 形状参数Δ h之间的关系； 公式1： SF＝f(Δ h) 建立砂浆通过V型漏斗的时间Vt与停止搅拌后恢复砂浆液面水平所需的时间ΔT之间的 关系： 公式2： Vt＝g(ΔT) 步骤3， 根据砂浆的流动参数计算并确定其流变特性， 所述流变特性为砂浆屈服强度和 砂浆粘度， 其中， 砂浆粘度以砂浆 通过V型漏斗的时间Vt表征， 砂浆屈服强度计算方法如下： 公式3： 式中τmortar表示砂浆屈服强度， ρmortar表示砂浆的表观密度， g表示重力加速度， Vcone表示 砂浆坍落度筒内所装砂浆的体积， SF表示砂浆扩展度； 步骤4， 根据预 先确定的砂石骨料 特征， 计算砂浆的流变阈值： 公式4： 式中ρmortar表示砂浆的表观密度， g表示重力加速度， δmortar表示砂浆膜厚， a、 b为与石子 粒形有关的参数， a取9.68， b取4.3 6， τmortar， thresho ld表示砂浆屈服强度阈值； 将砂浆的流变特性与流变阈值进行比较， 若砂浆的流动参数值满足流变阈值要求， 公式8： τmortar≤ τmortar， thresho ld 公式9： Vt≥4则进行混凝 土试配， 便获得满足自密实混凝 土规范要求的混凝 土； 步骤5， 若砂浆的流动参数值不满足流变 阈值要求， 则按照向砂浆搅拌锅中添加水或外 加剂， 重复步骤1 ‑4， 直到得到满足自密实混凝 土要求的砂浆。 2.根据权利要求1所述的基于砂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1中所述砂浆包括砂、 粉体、 水和外加剂， 且所述粉体为水泥， 或水泥与 石粉、 粉媒灰、 矿 渣中的一种或多种的组合而成。 3.根据权利要求1所述的基于砂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4中公式4中δmortar可根据公式7 试算得到： 公式7： 式中， Vs和Vexc分别表示单位体积内混凝土中石子的绝对体积含量和剩余砂浆积含量； Vvoid表示石子松散堆积的空隙体积， 根据膜厚理论， 空隙体积Vvoid与剩余砂砂浆积Vexc之和 为混凝土中砂浆的总体积； Di表示第i级石子的筛分粒径， ai％表示第i级石子的质量百分 比； 粒径分布在4.75m m到10mm的筛分粒径为 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115508248 A 24.根据权利要求1所述的基于砂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 向砂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， 再根据加入水和外加剂的量计算当前 水粉比和外加剂的掺 量。 5.根据权利要求4所述的基于砂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 水粉比和外加剂的产量， 具体方法如下： 当前的体积水粉比： 公式5： Vw为加水之前的水的体积， ΔVw为加入水的体积， Vp为粉体体积； 计算当前的减水剂百分比： 公式6： 式中msp为加外加剂之前的外加剂的质量， Δmsp为加入的外加剂的质量， mp为粉体质量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115508248 A 3