大规格超薄建筑陶瓷砖纹饰裂缝检测方法研究

当前陶瓷砖纹饰裂缝检测方法仅从单一视觉角度采集陶瓷砖纹饰裂缝,导致检测出的纹饰裂缝宽度与实际差距过大。为此,本文主要研究大规格超薄建筑陶瓷砖纹饰裂缝检测方法:首先对大规格超薄建筑陶瓷砖纹饰进行多视图影像采集,通过图像获取其像素解析度,进而建立裂缝识别模型,对裂缝进行定位并计算裂缝参数,实现裂缝检测。实验结果表明:与传统方法相比,所研究方法检测裂缝宽度精度为±0.3mm内,检测精度较高,具有实际的应用价值。

瓷砖胶粘剂在浸水条件下的应用及拉伸胶合性能研究

瓷砖胶粘剂是建筑施工场所常用的材料之一,具有便捷、耐用、安全等优点,为更加合理的添加最优比例的瓷砖胶粘剂的组成配料。分析了浸水条件下外界环境、施工工艺、原料成分等因素对瓷砖胶拉伸胶粘性能影响,分别对比了纤维素醚、级配砂、早强剂、再生砂用量、可再分散乳胶粉等添加剂对瓷砖胶的拉伸粘合性能影响,对瓷砖胶的拉伸胶粘性研究进行综合分析,最后对目前瓷砖胶的性能进行总结和展望。为进一步推动建筑施工用瓷砖胶在浸水条件下的应用制备提供参考。

一种搭载机械臂的瓷砖铺贴末端执行器的设计

针对手工铺贴瓷砖成本高、工作效率低、劳动强度大等问题,设计了一种搭载机械臂的瓷砖铺贴末端执行器。设计真空系统实现瓷砖吸放,设计惯性式激振器实现振动压实,利用激光测距传感器与边缘搜索方法检测定位。基于ROS开发了铺贴系统,实现了搭载机械臂的瓷砖铺贴实验。结果表明,该装置能够实现300 mm×300 mm的瓷砖铺贴作业,重复定位标准偏差小于0.343 mm。

陶瓷砖釉面耐磨性测试方法探讨

评价有釉陶瓷砖的质量好坏、装饰效果的重要指标之一是釉面耐磨性。对陶瓷砖釉面进行表面耐磨性(耐磨等级、耐磨转数)试验、莫氏硬度试验、陶瓷砖划痕试验对比,对比测试数据、探讨测试陶瓷砖釉面耐磨性的试验方法,最后提出对测试方法标准化、规范化的建议。

基于空耦冲击回波法的饰面瓷砖层间脱空识别研究

针对饰面瓷砖脱空掉落的现象,建立了空气-饰面瓷砖层间脱空有限元模型,分析了钢球半径、激励速度以及信号采集位置等因素对饰面瓷砖层间脱空检测效果的影响,确定了最优值,然后利用特征识别参数对饰面瓷砖粘结层的脱空程度进行评估,并开展足尺试验对有限元模型的有效性进行验证。结果表明:钢球半径建议取9 mm,激励速度建议取1 m·s^(-1),信号采集点与激励点的横向距离不宜小于60 mm,垂向距离取5 mm;黏结层脱空会使冲击回波信号加强。因此,时域图中的信号波动性增强、衰减速度减缓,频域图中的声压级增大,主频段前移并分化为代表结构整体振动和局部振动的两个频段;并且随着脱空程度的增加,频域面积增大,通过计算频域面积可有效评估饰面瓷砖黏结层的脱空状况。研究结果为饰面瓷砖的无损检测提供了参考。

基于融合特征的CNN-Transformer墙体瓷砖粘贴空鼓检测算法

建筑墙体瓷砖粘贴空鼓的敲击检查方法是目前无损检测中应用最多的检测方法。为实现对复杂敲击位置下的识别和智能化检测,使用敲击法获取空鼓声音信号,提取连续小波变换(CWT)时频图和梅尔倒谱系数(MFCC)等时序特征。设计轻量化注意力CNN-Transformer双分支网络GATRNet,提出一种基于门控机制的特征融合模块,对CWT时频图和融合时序特征分别提取深度特征并进行融合。试验结果表明,所提方法测试精度可达99.10%,特征融合模块能够充分融合多种特征;相较于机器学习和神经网络识别方法,GATRNet在面对复杂敲击位置的声音时,多样性评价指标明显较优异。

融合深度迁移学习和改进ThunderNet的瓷砖表面缺陷检测

瓷砖生产过程中由于环境的复杂性和随机性导致缺陷特性各异,实际中要构建大规模、高质量的瓷砖表面缺陷数据样本非常困难,而小样本条件下的可分特征信息不足对瓷砖表面缺陷检测的精度有较大影响。针对这一问题,探索了一种融合深度迁移学习和改进两阶段ThunderNet网络的瓷砖表面缺陷检测方法。首先,提出了一种基于改进ThunderNet网络的瓷砖表面缺陷检测模型,阐述了模型的结构与功能特点;其次,构造了瓷砖表面缺陷深度特征空间参数迁移决策机制,以有效提升样本特征表征能力;第三,基于可切换空洞卷积(switchable atrous convolution,SAC)优化ShuffleNet骨干网络,增强模型对缺陷形状变化的学习能力;第四,提出了基于多尺度映射和通道注意力(squeeze and excitation,SE)的特征融合算法,实现有限特征层次中瓷砖表面缺陷特征信息多层次差异化表征;最后,给出了融合深度迁移学习和改进ThunderNet网络的瓷砖表面缺陷检测算法。实验数据表明,在相同的瓷砖表面缺陷测试集上,本文方法对于小样本条件下瓷砖表面缺陷检测具有优越的性能,模型平均精度、平均召回率和平均检测速度分别达到87.22%、93.69%、61.6 ms/img,与传统ThunderNet模型相比,平均精度和平均召回率分别提高了9.30%、4.16%,其中,基于SAC最优空洞率组合{1,2},模型精度提高了5.51%,基于SE的最优压缩率24,模型精度提高了6.16%,基于本文迁移机制,模型精度提高了3.86%,同时加速了网络收敛。本文方法相比于传统ThunderNet网络和其他主流检测模型,通过迁移机制知识共享提高小样本对象特征表达能力,通过引入SAC和SE在控制模型规模的前提下实现对象特征的层次化表征,有效提升了模型的实时性和可靠性。

石灰石粉改性膏状瓷砖背胶性能研究

研究了石灰石粉掺量对膏状瓷砖背胶在标准养护环境7天、28天龄期以及浸水、冻融和热老化环境下的拉伸粘结强度的影响。结果表明:LP40在热老化环境下的拉伸粘结强度改善尤为明显;在7天时LP40与LP0的拉伸粘结强度相比提高了50%,有效提升了膏状瓷砖背胶的早期粘结强度。XRD、SEM分析表明,石灰石粉可以填充界面砂浆孔隙,加速水泥砂浆水化,使瓷砖与砂浆界面粘结更为紧密。

工艺参数对抛光渣轻质陶瓷砖性能的影响

近年来我国陶瓷行业发展迅速,每年产生约1000万吨陶瓷抛光渣,但只有5%被利用。本文以陶瓷抛光渣作为研究对象,辅以球土、瓷片砂和中温砂等原料,以SiC为孔结构调控剂来制备轻质陶瓷砖,运用一系列正交试验得出最佳的烧结制度,并探究烧成温度与球磨时间对抛光渣轻质陶瓷砖的性能影响。结果表明,烧成温度的升高会改善轻质陶瓷砖内部连通孔和气孔均匀性,在1160℃时,轻质陶瓷砖的体积密度、抗压强度、显气孔率最大,分别为1.24 g/cm^(3)、35 MPa、20%,吸水率为20.38%;当球磨时间从10 min延长至110 min时,轻质陶瓷砖颗粒变细,表面能增大,液相量增多,发泡量增多,使连通孔、气孔均匀性得到改善。

基于改进Deeplabv3+的瓷砖表面缺陷检测

针对目前瓷砖表面缺陷检测时存在的模型运行速度慢、边缘特征提取不准确等问题,提出一种改进Deeplabv3+的瓷砖表面缺陷检测方法。首先使用轻量级的主干网络MobileNetv2替换Deeplabv3+的主干网络Xception,该主干网络能降低模型的复杂度,减少计算量,提高算法运行速度;再引入注意力机制模块CBAM,使改进后的算法更加关注边缘缺陷信息和小尺度缺陷信息,抑制非必要信息,提高分割精度。实验证明,改进后网络的MPA值达到96.41%,MIou值达到91.65%,FPS为47.44,Accuracy值为94.88%,相比改进前的模型指标分别提升6.33%、7.76%、5.45、4.56%,分割精度和检测速度都有明显提升。实验结果充分证明改进后的算法能够有效完成瓷砖表面缺陷检测任务。

炻瓷砖不同位置吸水率分布及取样位置对结果判定的影响

根据国家标准GB/T3810.3-2016中所述真空法来测定炻瓷砖吸水率,并列出整块样品所有位置吸水率检测值,并做出分析,探讨在实际检测过程中取样位置的偏差对检测结果的影响。

一种新型高层建筑外立面瓷砖检测装置的设计

针对瓷砖掉落的风险设计了一台基于红外热成像技术集成无人机来检测瓷砖空鼓现象。该设备采用人机交互的方式对设备进行控制操作,当操控者输入地点方位坐标无人机启动,到指定位置对目标进行检测,将检测数据传回终端进行图片分析与处理。在SolidWorks上建立设备三维建模运用仿真软件模拟检测过程。设备由无人机、红外相机、图传系统模块、数据储存模块、移动电源大部分组成,可编程逻辑控制器(单片机)为控制系统,设计了该控制系统的框架,确立了控制系统的硬件组成,基于C语言编写了无人机的控制系统包括无人机自动巡检、精准定位等程序,无人机的检测控制可汇集于一台手机。研究结果表明,所设计的装置结构合理、功能完善、性能稳定,降低了检测过程的危险性,提高了检测的工作效率。

利用低温热处理技术制备高效持久抗菌陶瓷砖

笔者通过多元醇法制备了纳米银线用于配置抗菌液,通过旋涂抗菌液将纳米银线抗菌材料填充到陶瓷砖表面微孔中,再通过低温热处理技术将纳米银线稳固在陶瓷表面微孔中,然后进行防污蜡水磨抛,最终获得了抗菌性能及抗菌耐久性能优异的抗菌陶瓷砖。经过十万次耐擦洗试验后,该抗菌陶瓷砖的抗菌性能均能达到99.9%以上。

改进YOLOv8的轻量级瓷砖表面缺陷检测

在瓷砖表面缺陷检测方面,在保证一定检测速度的前提下,对于小目标缺陷的检测较为困难,总体检测精度依然较低。提出了一种改进YOLOv8的瓷砖表面缺陷检测方法。第一,对原始的大幅面瓷砖数据集进行数据预处理,通过切片操作得到适合YOLOv8输入尺寸的瓷砖数据,防止瓷砖缺陷在缩放的过程中丢失;第二,考虑到瓷砖表面存在小目标缺陷的占比较大问题,使用SPD-Conv的结构代替传统的下采样方式,能够完整地保留通道维度中的所有信息,从而提高对小目标缺陷的检测能力;第三,对YOLOv8中原有的C2f模块进行改造,加入了Efficient Channel Attention注意力机制,设计了C2f_ECA模块,并在backbone网络中进行替换,使得网络在特征提取的过程中能够更为关注缺陷信息,减少背景信息的干扰;第四,添加了微小目标检测头在第二次下采样后进行检测,提高YOLOv8对微小目标的检测能力。该方法在天池瓷砖瑕疵检测数据集上进行实验验证,改进后的模型分别在mAP50-95、mAP50和mAP75上达到57.7%、86.6%、60.6%,比基础网络YOLOv8s分别提升了9.4、5、14.3个百分点。同时,高于YOLOv8m的精度和远低于YOLOv8m的复杂度,属于轻量级模型,符合工业化的需求。

瓷砖胶粘结层剪切强度测试机理及方法改进研究

准确测量瓷砖胶粘结层剪切强度对有效预防瓷砖脱落至关重要.本文首先改造常规拉力试验机,设计出一种基于单搭接接头的剪切测试装置,开展不同厚度瓷砖胶粘结层的剪切强度测试试验,结果表明:接头破坏模式均为粘结界面脱粘开裂破坏,无瓷砖胶内聚破坏;瓷砖胶层厚度越大,粘结层剪切强度越低.建立数值模型计算分析发现,单搭接接头剪切时会产生附加弯矩,导致纯剪变为拉剪,从而产生试验误差,且瓷砖胶厚度越大,剪切时因附加弯矩产生的误差越大.为消除附加弯矩对剪切测试结果的影响,本文改进剪切试验装置,通过双搭接接头对称加载的方式,有效避免因附加弯矩产生的试验误差,提高瓷砖胶粘接层剪切强度测试结果的准确性.

烧结温度及机械活化时间对陶瓷固废制备陶瓷砖的影响

陶瓷的生产、使用和废弃过程会产生大量的固体废物,这些陶瓷固废大多只能露天堆放或填埋处置,其资源化利用程度很低。本文以陶瓷固废为主要原料,在三乙醇胺和毫米级氧化锆球的协同作用下对陶瓷废弃物机械活化处理,探究不同机械活化时间和烧结温度对废瓷粉烧结性能的影响。结果表明:机械活化6 h后能将废瓷粉的中位粒径D_(50)从4.329μm减小到0.141μm,打破了废瓷粉中有序的Si—O四面体结构,使其无定形化程度加深,进而提高粉体的烧结活性。烧结温度的升高不仅能增加液相的生成量,使其填充颗粒间的孔隙,提高样品的致密度,还能促进透辉石的生成,优化样品物理性能。在烧结温度950℃、保温0.5 h后,样品抗折强度为51.63 MPa,吸水率为0.386%,体积密度为2.342 g/cm^(3),符合《陶瓷砖》(GB 4100—2016)中BIa类标准(平均抗折强度≥35 MPa,吸水率≤0.5%)瓷质砖要求。本文提供了一种“以废制新”的新方法,实现了废陶瓷的有效回收利用。

建筑陶瓷固废模拟热液蚀变反应低碳制备陶瓷砖

陶瓷通常需要在1 000℃以上烧结,导致陶瓷工业约有60%的能耗用于烧成工序,降低陶瓷的烧成温度对于陶瓷行业的节能减碳具有重要意义。本文以陶瓷固废为原料提出了一种在200℃下模拟热液蚀变反应低碳制备陶瓷的方法。本研究先对废陶瓷进行球磨预处理,得到亚微米级粉体,再通过模拟热液蚀变反应,以陶瓷固废粉体为原料制备出陶瓷砖。在最佳实验条件下:陶瓷固废球磨6 h,粉体含水率25%,以硅酸钾水溶液作为蚀变溶液,在200℃温度下反应36 h,得到样品的抗折强度为(32.1±4) MPa,满足陶瓷砖的应用要求。利用X射线衍射、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜表征反应前后样品的物相组成、官能团结构和微观形貌,给出了可能的反应过程。确认在热液蚀变反应中产生了正长石和α-石英晶体,这两种晶体的生长有效地提高陶瓷砖的抗折强度。

利用水洗飞灰制备瓷砖胶的实验研究

在分析水洗飞灰的化学组分的基础上,分别研究了水洗飞灰和未水洗飞灰制备瓷砖胶的可行性。研究结果表明:水洗飞灰制备瓷砖胶是可行的,将水洗飞灰、砂石、水泥、纤维素、甲酸钙、聚乙烯醇、胶粉和消泡剂加入适量的水能研制出瓷砖胶;最佳配方(wt%)为:水洗飞灰3.61%、砂石46.88%、纤维素0.18%、甲酸钙0.18%、聚乙烯醇0.07%、胶粉1.44%、水泥21.64%、消泡剂0.03%、水25.97%;最佳配方制成的瓷砖胶经养护箱养护28 d后其粘结强度能达到0.75 MPa,远大于JC/T 547-2017《陶瓷砖胶粘剂》标准中规定C1级的0.5 MPa;浸出毒性检测结果表明瓷砖胶中重金属Cr、Cu、Ni和Zn的浸出浓度远低于GB 18598-2019、GB 16889-2008规定的浸出阈值,能够安全地应用于现代建筑的装修。为垃圾焚烧飞灰无害化资源化利用提供了重要的依据。

基于对抗生成网络的瓷砖纹理生成与防伪溯源

由于移动电子设备发展迅速,知名品牌瓷砖产品上的设计图案容易被翻拍并仿造,给品牌带来经济损失。为实现对瓷砖纹理图像所属版权信息进行认证,提出一种基于对抗生成网络的防伪溯源框架。该框架将防伪信息直接转换成瓷砖纹理图像;从生成的纹理图像中可以提取出防伪信息,且防伪信息在视觉上不可见。生成的数字纹理图像在被打印、翻拍后,仍然能够从其中正确地提取出版权信息。实验表明:含防伪信息的瓷砖图像打印后再进行拍摄,解码率可以达到93%。提出的框架为瓷砖产品版权保护提供了一种新方法。

形状文法视角下葡式瓷砖画纹样的创新设计与应用

为创新设计葡式瓷砖画纹样,形成更具城市地域性、文化内涵性的文创产品,保留纹样艺术之美,促进文化传承,提升文创产品经济价值。文章通过文献研究法对澳门葡式瓷砖画进行研究,归纳其纹样图案特征、构成形式和色彩特征。运用形状文法提取核心元素,生成基本图形单元,根据生成性规则和衍生性规则演变形成新的纹样,并将之运用于澳门地区文创产品设计之中。得到创新文创产品。初步验证形状文法对葡式瓷砖画纹样创新设计的可行性,为传统纹样的创新设计应用提供了新的思路。