水泥基材料孔結構空間分布與頻率分布研究.pdf

1、材料的結構決定性能，水泥基材料也不例外，其內部的孔結構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，研究其內部孔結構與宏觀性能的關系，不僅為水泥基材料的基礎研究提供重要的理論支撐，而且對實際條件下水泥基材料的設計與應用有一定的指導意義。
　　目前有大量的文獻對水泥基材料的微結構進行了表征，但相對于二維研究，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(XCT)以及數字圖像處理技術的方法，對不同水泥基材

2、料的孔結構進行了研究，定量表征了水泥基材料孔隙率的空間分布與頻率分布，并對相關的孔結構及物相變化進行了分析，結果如下:
　　對無宏觀梯度分布的水泥凈漿、砂漿及混凝土樣品的孔結構進行了表征，給出了孔隙率的三維空間分布，利用體積增長求平均值的方法對部分樣品的特征尺寸進行了研究和討論，得到了局部孔隙率的頻率分布?？紫堵实娜S空間分布結果表明水泥凈漿、砂漿、混凝土的內部結構相差很大，水灰比是影響孔結構的關鍵因素;孔隙率的頻率分布結果表明水

3、泥凈漿、砂漿及混凝土的內部結構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。最后對比XCT所測的孔隙率與壓汞法和稱重法測試的結果，吻合良好。
　　對部分鈣溶出水泥凈漿樣品的孔結構進行了表征，得到鈣溶出后樣品孔隙率的空間分布，結果表明鈣溶出的溶蝕前沿非常明顯，而且存在一個緩慢的過渡區(qū);溶蝕部分孔隙率的值大幅度的升高，三個水灰比的水泥凈漿溶蝕部分的孔隙率均達到0.6以上;水灰比對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。
　　對部分碳化水泥凈漿樣品的孔結構進行了表征，得到碳化后樣品孔隙率的空間分布，結果表明水灰比低時，樣品碳化不完全，碳化對孔結構影響較小，水灰比低于0.3時幾乎無碳化現象;水灰比較高時碳化現象較明顯，碳化使孔隙率的值降低，碳化前沿也比較清晰。
　　對水泥凈漿樣品碳化后的碳酸鈣的空間分布進行了表征，比較準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;