Określanie położenia zbrojenia rozproszonego w belkach z BSZ przy użyciu tomografii komputerowej oraz metod analizy obrazów

• Autorzy: Rudzki M. , Bugdol M. , Ponikiewski T.

Warianty tytułu

EN

Determination of steel fibers orientation in SCC using computed tomography and digital image analysis methods

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule omówiono automatyczną metodę określania rozmieszczenia przestrzennego włókien stalowych w belkach betonowych, ze zbrojeniem rozproszonym. Belki betonowe zawierające dwa rodzaje włókien stalowych w trzech udziałach objętościowych poddano skanowaniu tomografem komputerowym, a uzyskane obrazy poddano analizie za pomocą autorskiego oprogramowania. Z wolumetrycznych obrazów wysegmentowano włókna, dla każdego obliczono jego położenie oraz kierunek w przestrzeni 3D. Do wizualizacji zastosowano 4D histogram liczebności włókien w danej kategorii. Analiza statystyczna wyników wykazała rozkład eksponencjalny kierunków ułożenia włókien.

EN

The paper presents a preliminary study aimed to automatically determining of the distribution of steel fibers in fiber reinforced concrete. This is required for assessment of the relation between the methods of casting and resulting concentration, distribution of steel fibers. Concrete beams with various types of fibers and method of casting were scanned using Computed Tomography and the resulting volumetric images were subjected to image segmentation. From the obtained label map the position and orientation in 3D of each steel fiber were calculated. This enabled generating 4D histograms visualizing in compact form the overall orientation of the fibers. Statistical analysis showed that the orientation of the fibers exhibit exponential distribution.

Słowa kluczowe

PL

beton samozagęszczalny; zbrojenie rozproszone; włókno stalowe; analiza obrazów; tomografia komputerowa

EN

self-compacting concrete; dispersed reinforcement; steel fibre; image analysis; computed tomography

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 18/80, nr 5
• Strony: 257--263
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il.

Twórcy

autor

Rudzki M.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Biomedycznej, Katedra Informatyki i Aparatury Medycznej

autor

Bugdol M.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Biomedycznej, Katedra Informatyki i Aparatury Medycznej

autor

Ponikiewski T.

• Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa, Katedra Inżynierii Materiałów i Procesów Budowlanych

Bibliografia

• 1. L. Ferrara, A. Meda, Relationships between fibre distribution, workability and the mechanical properties of SFRC applied to precast roof elements, Materials and Structures 39, 411–420 (2006).
• 2. S. T. Kang, B. Y. Lee, J.K. Kim, Y.Y. Kim, The effect of fibre distribution characteristics on the flexural strength of steel fibre-reinforced ultra high strength concrete, Construction and Building Materials 25, 2450–2457 (2011).
• 3. S. T. Kang, J.K. Kim, Investigation on the flexural behavior of UHPCC considering the effect of fiber orientation distribution, Construction and Building Materials 28, 57–65 (2011).
• 4. B. Boulekbache, M. Hamrat, M. Chemrouk, S. Amziane, Flowability of fibre-reinforced concrete and its effect on the mechanical properties of the material, Construction and Building Materials 24, 1664–1671 (2010).
• 5. S. T. Kang, J.K. Kim: The relation between fiber orientation and tensile behavior in an Ultra High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites (UHPFRCC), Cement and Concrete Research 41, 1001–1014 (2011).
• 6. T. Ponikiewski, Reologiczne i mechaniczne właściwości betonów samozagęszczalnych z włóknami stalowymi, Cement Wapno Beton 79, 301–309 (2012).
• 7. T. Ponikiewski, J. Gołaszewski, Wpływ lokalnego wypełniania formy mieszanką na wytrzymałość i rozmieszczenie włókien w małych elementach z fibrobetonu samozagęszczającego się, Cement Wapno Beton 80, 91–99 (2013).
• 8. T. Ponikiewski, J. Gołaszewski, Nowa metoda badania losowej dystrybucji włókien w wysokowartościowym betonie samozagęszczalnym, Cement Wapno Beton 79, 165–176 (2012).
• 9. N. Ozyurt, T. O. Mason, S. P. Shah, Non-destructive monitoring of fiber orientation using AC-IS: An industrial-scale application, Cement and Concrete Research 36, 1653–1660 (2006).
• 10. L. Martinie , N. Roussel, Simple tools for fiber orientation prediction in industrial practice, Cement and Concrete Research 41, 993–1000 (2011).
• 11. M.A.B. Promentilla, T. Sugiyama, K. Shimura, Three Dimensional Characterization of Air Void System in Cement Based Materials. 3rd ACF International Conference ACF/VCA 2008, 940–947 (2008).
• 12. L. Ibáñez, W. Schroeder, L. Ng, J. Cates, The ITK Software Guide. Kitware, 2005. available: http://www.itk.org/ItkSoftwareGuide.pdf
• 13. J. Greń, Statystyka Matematyczna: Modele i Zadania, PWN Publishing, 1982.