基于显微CT的水泥基材料细观特征及孔隙演化机理研究

发布时间：2024-04-21 05:32

　　水泥基材料的力学性能、抗冻性等宏观性能与其细观结构如水泥基体中的孔隙结构、增强材料的空间分布、基体相与增强相的界面紧密。因此,从细观尺度分析水泥基材料内部结构对理解材料宏观性能具有重要意义。本文分别以水泥石和硬化水泥砂浆的孔隙结构为研究对象,借助于显微CT(Micro-CT),分别研究水泥石在养护期间孔隙结构的变化规律以及硬化水泥砂浆受冻融作用下孔隙结构的变化规律,从孔隙尺度探究水泥石的强度强化机理和硬化水泥砂浆的冻融损伤机理。本文主要研究工作如下:(1)获取了亚微米级(0.697μm)的水泥石CT图像,详细描述了水泥石细观物理结构特征以及在养护期间的演化过程;从三维图像中截取孔隙表征单元体,使用斜率灰度阈值法提取了表征单元体内的孔隙数据体,同时以孔隙率为指标验证了所选孔隙表征单元体具有整体代表性;统计孔隙体素计算孔隙率、孔隙体积、孔隙表面积,使用局部厚度法计算孔隙孔径、平均孔径,使用洪水填充算法计算孔隙连通性,得到了一系列孔隙参数;通过已水化水泥颗粒体积与水泥总体积之比确定了水泥水化程度;研究了养护期间水泥石孔隙参数、水化程度变化规律以及水灰比对孔隙结构、水化程度的影响;结合抗压强度...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1Micro-CT设备工作示意图

3射线穿透物体时总的衰减特性可将物体分割成小单元来计算[5]。当单元足够小时，每个单元可以看作一个均匀物体，式（1-1）能够有效描述每个单元的入射和出射X射线强度。当一个单元出射X射线束流是相邻单元入射X射线束流时，式（1-1）能以叠加形式进行表达，在数学上如式（1-2）表示：1....

图1-3预置聚氨酯胶囊型自愈混凝土三维扫描区域（直径50mm）和从胶囊中[19]

6比利时Magnel实验室[19]为测试自愈混凝土结构的愈合效率，制备了预置聚氨酯胶囊和含高吸水性聚合物两种类型的自愈混凝土梁，通过四点弯曲试验制造多条裂缝，借助于荧光显微镜、薄片分析和高分辨率CT来描述自愈和期间裂缝宽度随时间的变化规律。通过测量得到的裂缝减少宽度值，报道指出含....

图2-1用于扫描的水泥石试样

102.2.2水泥石试样制备及扫描试验使用500目筛子对水泥进行过筛，以去除凝结的大颗粒水泥熟料。配置水灰比分别为0.4、0.3的水泥净浆体，注入30ml塑料注射器内，摇匀。缓慢推动注射器，将注射筒中气体排出并压密水泥浆体。继续匀速推动注射器，将水泥浆体注入前端内径约3mm的塑料....

图2-2视场区

102.2.2水泥石试样制备及扫描试验使用500目筛子对水泥进行过筛，以去除凝结的大颗粒水泥熟料。配置水灰比分别为0.4、0.3的水泥净浆体，注入30ml塑料注射器内，摇匀。缓慢推动注射器，将注射筒中气体排出并压密水泥浆体。继续匀速推动注射器，将水泥浆体注入前端内径约3mm的塑料....

本文编号：3960479