ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



Строительное материаловедение

Оценка солеобразования на цементных композитах по отсканированным изображениям

  • Ерофеев Владимир Трофимович - Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева (МГУ им. Н.П. Огарева)
  • Афонин Виктор Васильевич - Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева (МГУ им. Н.П. Огарева)
  • Ельчищева Татьяна Федоровна - Тамбовский государственный технический университет (ТГТУ)
  • Зоткина Марина Михайловна - Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева (МГУ им. Н.П. Огарева)
  • Ерофеева Ирина Владимировна - Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева (МГУ им. Н.П. Огарева)
DOI: 10.22227/1997-0935.2020.11.1523-1533
Страницы: 1523-1533
Введение. Предлагается инженерная методика оценки солеобразования на поверхности цементных композитов при экспонировании в неблагоприятных условиях эксплуатации. В основу методики положен метод гистограмм по определению доминирующей яркости полутонового изображения отсканированных цементных композитов. Критерием ранжирования композитов служит относительная безразмерная величина –– метрика, получаемая в результате сравнения яркости полутонового изображения с уровнем яркости белого цвета. Материалы и методы. Выбраны три типа состава композитов в количестве 21 наименования, каждый из которых содержит три образца –– контрольный и образцы, экспонированные в течение 15 и 45 суток при повышенной влажности и положительных температурах. Каждый состав композитов представлен отсканированным растровым изображением поверхности образцов. Изображения в дальнейшем подвергаются компьютерной цифровой обработке с помощью программы, составленной на языке программирования С++, и библиотеки технического зрения OpenCV. Это позволяет использовать имеющиеся методы и классы как для программной алгоритмизации поставленной задачи, так и для применения преобразования полноцветного изображения RGB в полутоновое изображение. Такие изображения используются для вычисления гистограмм, по которым определяется доминантный уровень яркости, который, в свою очередь, позволяет определить числовую метрику для количественной оценки солеобразования на поверхности образцов цементных композитов по их отсканированным изображениям. Результаты. Приведено описание программного алгоритма определения солеобразования на поверхности образцов цементных композитов, прошедших эксплуатационные испытания в условиях повышенной влажности при положительных температурах. Показаны особенности ранжирования образцов цементных композитов по значениям уровня доминирующей яркости относительно яркости контрольных образцов. Сравнительный анализ исследования представлен в виде числовых данных и пояснительных диаграмм. Выводы. На основе проведенного программного моделирования показана целесообразность применения разработанной методики для оценки солеобразования на поверхности цементных композитов и других строительных материалов, склонных к солеобразованию.
  • цементные композиты;
  • солеобразование;
  • гистограмма;
  • доминантный уровень яркости;
  • RGB;
  • полутоновое изображение;
  • экспонирование;
Литература
  1. Nasir M., Baghabra Al-Amoudi O.S., Maslehuddin M. Effect of placement temperature and curing method on plastic shrinkage of plain and pozzolanic cement concretes under hot weather // Construction and Building Materials. 2017. Vol. 152. Pp. 943–953. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.07.068
  2. Ерофеева И.В., Федорцов В.А., Афонин В.В., Емельянов Д.В., Подживотов Н.Ю., Моисеев В.В. и др. Исследования влияния циклически действующих отрицательных и положительных температур на демпфирующие свойства цементных композитов // Chemical Bulletin. 2018. Т. 1. № 3. С. 42–51.
  3. Shi C., Wu Z., Cao Z., Ling T.C., Zhang J. Performance of mortar prepared with recycled concrete aggregate enhanced by CO2 and pozzolan slurry // Cement and Concrete Composites. 2018. Vol. 86. Pp. 130–138. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2017.10.013
  4. Rao D.D.V.P., Narayana N.L. Properties of multi component composite cement concrete // International Journal of Engineering Research and General Science. 2017. Vol. 5. Issue 1. P. 54–61.
  5. Shi C., Li Y., Zhang J., Li W., Chong L., Xie Z. Performance enhancement of recycled concrete aggregate — A review // Journal of Cleaner Production. 2016. Vol. 112. Pp. 466–472. DOI: 10.1016/j.jclepro.2015.08.057
  6. Ермилова Е.Ю., Камалова З.А., Рахимов Р.З., Щелконогова Я.В. Определение состава продуктов гидратации композиционного цементного камня с комплексной добавкой термоактивированной полиминеральной глины и известняка // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 4 (42). С. 289–295.
  7. Береговой А.М., Береговой В.А. Температурно-влажностное состояние наружных ограждений в условиях фазовых переходов влаги и агрессивных воздействий среды // Региональная архитектура и строительство. 2017. № 3. С. 99–104.
  8. Перехоженцев А.Г., Груздо И.Ю. Температурно-влажностное состояние поверхностных слоев наружных ограждающих конструкций зданий // Бюллетень строительной техники. 2016. № 6 (982). С. 70–71.
  9. Mukesh K., Singh S.K., Singh N.P., Singh N.B. Hydration of multicomponent composite cement: OPC-FA-SF-MK // Construction and Building Materials. 2012. Vol. 36. Pp. 681–686. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2012.06.055
  10. Ramezanianpour A.A., Peydayesh M., Nadoushan M.J. De-icing salt scaling resistance of concrete containing new composite cement // Conference: XXI Nordic Concrete research Symposium. Hämeenlinna, Finland. 2018. URL: https://www.researchgate.net/publication/323337594_De-icing_Salt_Scaling_Resistance_of_Concrete_Containing_New_Composite_Cement
  11. Ерофеев В.Т., Ельчищева Т.Ф. Влажностный режим помещений зданий при наличии в материале стен гигроскопических солей // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2018. № 12 (720). С. 62–74.
  12. Farnam Y., Washington T., Weiss J. The influence of calcium chloride salt solution on the transport properties of cementitious materials // Advances in Civil Engineering. 2015. Vol. 2015. Pp. 1–13. DOI: 10.1155/2015/929864
  13. Durability of concrete and cement compo-sites / ed. by C.L. Page and M.M. Page. Woodhead Publishing Limited, 2007. 415 p.
  14. Cai J., Luo J., Wang S., Yang S. Feature selection in machine learning: A new perspective // Neurocomputing. 2018. Vol. 300. Pp. 70–79. DOI: 10.1016/j.neucom.2017.11.077
  15. Palchikova I.G., Smirnov E.S., Palchikov E.I. Quantization noise as a determinant for color thres-holds in machine vision // Journal of the Optical Society of America A. 2018. Vol. 35. Issue 4. P. B214. DOI: 10.1364/JOSAA.35.00B214
  16. Черушова Н.В., Митина Е.А., Касимкина М.М., Афонин В.В., Ерофеев В.Т. Оценка изменения декоративных свойств лакокрасочных материалов под воздействием эксплуатационных факторов // Вестник Мордовского университета. 2008. № 4. С. 124–127.
  17. Афонин В.В., Ерофеева И.В., Зоткина М.М., Емельянов Д.В., Подживотов Н.Ю. Эталонная оценка качества изображений композиционных материалов, подверженных воздействию положительных и отрицательных температур // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. № 1. С. 83–93. DOI: 10.22227/1997-0935.2019.1.83-93
  18. Ефлов В.Б., Копарев В.С., Васильев С.Б. Разработка метода оптического анализа изображения поверхности образца древесно-цементного композита // Resources and Technology. 2014. Т. 11. № 1. С. 77–110. DOI: 10.15393/j2.art.2014.2841
  19. Демин О.В., Смолин Д.О., Першин В.Ф. Оценка качества смеси сыпучих материалов на основе анализа их цифровых изображений // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 2. С. 157.
  20. Бабкин П.С., Павлов Ю.Н. Анализ и сравнение объективных методов оценки качества изображений // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2014. № 9. С. 203–215. DOI: 10.7463/0914.0726368
  21. Сидоров Д.В. К вопросу оценки качества множества восстановленных изображений // Прикладная информатика. 2008. № 4 (16). С. 92–95.
  22. Yeganeh H., Wang Z. Objective quality assessment of tone-mapped images // IEEE Transactions on Image Processing. 2013. Vol. 22. Issue 2. Pp. 657–667. DOI: 10.1109/tip.2012.2221725
  23. Gu K., Zhou J., Zhai G., Lin W., Bovik A.C. No-reference quality assessment of screen content pictures // IEEE Transactions on Image Processing. 2017. Vol. 26. Issue 8. Pp. 4005–4017. DOI: 10.1109/tip.2017.2711279
  24. Старовойтов В.В., Старовойтов Ф.В. Сравнительный анализ безэталонных мер оценки качества цифровых изображений // Системный анализ и прикладная информатика. 2017. № 1. С. 24–32.
  25. Mahdi A., Su M., Schlesinger M., Qin J. A comparison study of saliency models for fixation prediction on infants and adults // IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems. 2018. Vol. 10. Issue 3. Pp. 485–498. DOI: 10.1109/TCDS.2017.2696439
  26. Suhas S., Venugopal C.R. An efficient MRI noise removal technique using linear and nonlinear filters // International Journal of Computer Applications. 2018. Vol. 179. Issue 15. Pp. 17–20. DOI: 10.5120/ijca2018915777
  27. Wang W., Shen J. Deep visual attention prediction // IEEE Transactions on Image Processing. 2018. Vol. 27. Issue 5. Pp. 2368–2378. DOI: 10.1109/tip.2017.2787612
  28. Моисеев А.А. Апостериорное сопровождение элементов групповой цели // Радиопромышленность. 2020. Т. 30. № 2. С. 25–31. DOI: 10.21778/2413-9599-2020-30-2-25-31
  29. Денисова А.Ю., Сергеев В.В. Алгоритмы построения гистограмм многоканальных изображений с использованием иерархических структур данных // Компьютерная оптика. 2016. Т. 40. № 4. С. 535–542. DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-4-535-542
  30. Дольник А.С. Активный метод построения гистограмм оценки селективности при строковых запросах XML // Стохастическая оптимизация в информатике. 2006. Т. 2. С. 176–189.
  31. Ma J., Fan X., Yang S.X., Zhang X., Zhu X. Contrast limited adaptive histogram equalization based fusion for underwater image enhancement. 2017. 2017030086. DOI: 10.20944/preprints201703.0086.v1
  32. Sharma V. Analysis of contrast enhancement effects on histogram // H&ES Research. 2017. Vol. 9. № 1. Pр. 60–66.
СКАЧАТЬ (RUS)