Systems. Methods. Technologies 2 (38) 2018

Системы Методы Технологии. С.П. Осипов и др. Компьютерная томография … 2018 № 2 (38) с. 146-152 149 Отметим, что изображения на рис. 5 аналогичны приведенным в статье [21] и не уступают по качеству изображениям в работах [29, 31, 32]. Исследуемые параметры пенобетона, размеры пор, площади их сечений являются случайными величина- ми, зависимыми друг от друга, что вызывает потреб- ность в получении информации о характере их распре- делений [12, 29, 31, 32]. Отметим, что общая пористость и характер распреде- ления пор по размерам определяют тепло- и звукоизоля- ционные свойства, а толщина межпоровой перегородки — конструктивные свойства пенобетона [11, 32]. На рис. 6 приведены выборочные плотности рас- пределения эффективного диаметра пор для испытан- ных образцов пенобетона. a b c Рис. 5. Объемные изображения образцов после реконструкции: a — образец № 1; b — образец № 2; c — обра- зец № 3 a b c Рис. 6. Распределение пор по диаметру: a — образец № 1; b — образец № 2; c — образец № 3 Из анализа данных, приведенных на рис. 6, можно сделать вывод о схожести распределения пор по разме- рам для образцов пенобетона № 1 и 2. В третьем образ- це превалируют поры диаметром 0,5 мм и менее. Обра- зец с термомодифицированной торфяной добавкой ТМТ 600 выгодно отличается по структуре от других образцов пенобетона. При уменьшении размера пор более вероятно уменьшение теплопередачи в стеновых материалах за счет уменьшения конвективной состав- ляющей. Это подтверждается результатами стандарт- ных испытаний, а именно, образец пенобетона с добав- кой ТМТ 600 обладает меньшей на 33,3 % теплопро- водностью по сравнению со стандартным образцом. Исследование характера пор по размерам и распре- делений по локальным объемам является сложной про- цедурой. В работе [36] предложен алгоритм для оценки сте- пени однородности структуры на основе анализа полу- тоновых изображений слоев пенобетона. Предложено усовершенствование алгоритма, которое сводится к превращению двумерной версии в трехмерную и ана- лизу не полутоновых изображений, а объемного рас- пределения пористости η( x , y , z ). Алгоритм для оценки степени однородности пено- бетона по пористости включает блок исходных данных, совокупность необходимых ограничений, последова- тельность действий. Блок исходных данных состоит из распределения пористости η( x , y , z ) по объему образца V, минималь- ного размера локального объема n min и количества ша- гов по изменению размеров локальных объектов k V . Минимальный размер локального объема n min дол- жен быть сравним с превалирующим размером пор, обнаруживаемых в результате анализа структуры ис- следуемого образца пенобетона. С целью оптимизации времени дополнительных вычислений можно ограничиться, например, мини- мальным размером n min = 2000/ d w (количество пикселей на 2 мм) и при необходимости подкорректировать это значение в сторону увеличения. Строго говоря, результатом применения алгоритма оценка степени однородности пенобетона по пористо- сти является значение n lim ≥ n min . Здесь n lim — это раз- мер локального объема испытуемого образца пенобе- тона, причем для всех локальных объемов испытуемых образцов с размером, превышающим n lim , выборочные оценки средних значений пористости близки друг к другу, то же справедливо и для среднеквадратических отклонений пористости. Значение n lim является допол- нительным параметром, характеризующим качество пенобетона, так как чем меньше значение этого пара- метра, тем более высокими функциональными характе- ристиками обладает испытуемый пенобетон. Из анализа данных (рис. 6) следует, что максималь- ный диаметр пор d max во всех трех образцах не превы- шает 5,5 мм. С использованием алгоритма, приведенного выше, была подсчитана степень однородности пенобетона по пористости для размеров локального объема d = 2 мм; 3 мм; 4 мм; 5,5 мм. Степень однородности оценивалась по двум параметрам, η и ση. На рис. 7 приведены типичные изображения, иллюст- рирующие степень однородности по средним значениям пористости η по локальным объемам для слоя толщиной d для образца пенобетона с термомодифицированной 0 0,2 0,4 0,5 2,5 4,5 f d,мм 0 0,2 0,4 0,5 2,5 4,5 f d,мм -0,2 1E-15 0,2 0,4 0,6 f 0,5 2,5 4,5 d, мм