水泥基材料孔結(jié)構(gòu)空間分布與頻率分布研究.pdf

1、材料的結(jié)構(gòu)決定性能，水泥基材料也不例外，其內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)直接影響宏觀耐久性，從而影響其使用壽命。深入水泥基材料的微觀層次，研究其內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)與宏觀性能的關(guān)系，不僅為水泥基材料的基礎(chǔ)研究提供重要的理論支撐，而且對(duì)實(shí)際條件下水泥基材料的設(shè)計(jì)與應(yīng)用有一定的指導(dǎo)意義。
　　目前有大量的文獻(xiàn)對(duì)水泥基材料的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，但相對(duì)于二維研究，三維研究還比較缺乏。本文提出了一種基于X射線斷層攝影術(shù)(XCT)以及數(shù)字圖像處理技術(shù)的方法，對(duì)不同水泥基材

2、料的孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，定量表征了水泥基材料孔隙率的空間分布與頻率分布，并對(duì)相關(guān)的孔結(jié)構(gòu)及物相變化進(jìn)行了分析，結(jié)果如下:
　　對(duì)無(wú)宏觀梯度分布的水泥凈漿、砂漿及混凝土樣品的孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，給出了孔隙率的三維空間分布，利用體積增長(zhǎng)求平均值的方法對(duì)部分樣品的特征尺寸進(jìn)行了研究和討論，得到了局部孔隙率的頻率分布?？紫堵实娜S空間分布結(jié)果表明水泥凈漿、砂漿、混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相差很大，水灰比是影響孔結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素;孔隙率的頻率分布結(jié)果表明水

3、泥凈漿、砂漿及混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在一定的不均勻性，但是在宏觀上，這三種材料均有一定的代表性。最后對(duì)比XCT所測(cè)的孔隙率與壓汞法和稱重法測(cè)試的結(jié)果，吻合良好。
　　對(duì)部分鈣溶出水泥凈漿樣品的孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，得到鈣溶出后樣品孔隙率的空間分布，結(jié)果表明鈣溶出的溶蝕前沿非常明顯，而且存在一個(gè)緩慢的過(guò)渡區(qū);溶蝕部分孔隙率的值大幅度的升高，三個(gè)水灰比的水泥凈漿溶蝕部分的孔隙率均達(dá)到0.6以上;水灰比對(duì)溶蝕程度和溶蝕速度有很大的影響，水灰比的

4、越低，溶蝕速度越低，但溶蝕的程度加深。
　　對(duì)部分碳化水泥凈漿樣品的孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，得到碳化后樣品孔隙率的空間分布，結(jié)果表明水灰比低時(shí)，樣品碳化不完全，碳化對(duì)孔結(jié)構(gòu)影響較小，水灰比低于0.3時(shí)幾乎無(wú)碳化現(xiàn)象;水灰比較高時(shí)碳化現(xiàn)象較明顯，碳化使孔隙率的值降低，碳化前沿也比較清晰。
　　對(duì)水泥凈漿樣品碳化后的碳酸鈣的空間分布進(jìn)行了表征，比較準(zhǔn)確地定位了碳化的深度和碳化前沿，碳化7天和14天的碳化深度分別約為10mm和13mm;