基于XCT技术对水泥基材料性能进展,本论文为免费优秀的关于水泥论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
水泥论文参考文献：
【摘 要】本文主要介绍了关于XCT（X射线三维重构显微镜）新型检测技术在水泥基材料方面的研究和应用现状及现阶段存在的问题和不足,为水泥基材料耐久性研究建立一种统一和可靠的研究和分析方法,其最终对混凝土耐久性的评估具有重大价值和现实意义.
【关键词】XCT技术；图像分析
1.传统和新兴技术在水泥基材料性能测试领域的应用
在传统的混凝土检测技术当中,大多数是有损检测手段,在实际工程中,通过钻孔取样等方法,对结构本身产生了一定的损害.在对混凝土结构进行检测时,为了达到能够更加方便,同时不会对检测构件本身造成损害的目的,近些来,在现场出现了很多可用的无损检测技术, 基于力学、声学、电阻、化学等一系列无损检测技术,而XCT （X-射线计算机断层扫描技术）作为新的具有前景的一种无损检测技术,特别是在水泥基材料微观结构的研究,表征孔结构特性方面,具有其独特的优势和潜力.
混凝土中钢筋锈蚀的重要原因之一是碳化反应导致混凝土的中性化现象[1-2].其中混凝土内部的水化产物氢氧化钙和水化硅酸钙凝胶C-S-H,在具有一定湿度的环境中和大气中CO2反应,生成碳酸钙.这些碳化产物积累到一定量会对混凝土内部孔隙结构进行填充,从而导致孔隙的微结构和物质组成发生改变,这些孔隙结构和物质的改变将对各种有害物质的传输起到很大的影响作用,最终影响到钢筋的锈蚀速率.目前对碳化后的水泥基材料物相和微观孔结构的研究方法比较多[3-6],如利用压汞法（MIP）和氮吸附法（BET）对孔隙的研究,扫描电子顯微镜和背散射电子（SEM-BSE）,传输—透射电镜（TEM）,核磁—磁共振（NMR）,热重分析（DTG）,X射线衍射（XRD）等,这些测试方法在样品制备和测试时会对样品产生影响,在分析前通常需要干燥处理或者打磨,而在这个过程中样品内部的组分和微观结构不可避免的会发生一定的改变,这对所研究的对象结果产生极大的影响.而XCT在无损检测领域具有突出的优势和特点,其不需要对样品进行干燥等预处理,可以实现原位测试,精准度较高.而且其通过对样品进行*的形式使样品的内部信息以图像的形式展示出来,其对研究对象的图像分辨率可达微米级,并且可以在间隔时间段内对样品变化状态达到动态监测的目的,所生成的图像信息能够通过图像处理软件对样品的物相和形貌结构进行三维重构以还原出样品原本的形态,并由图像的灰度变化分析来反应内部物质组分的变化[7].利用XCT测试方法能够获得样品内部很精细化的东西,其在研究过程中更具有直观性.
2. XCT的技术原理
已有许多学者对XCT的工作原理进行了报道[8-9],本文对其原理作简要介绍,在XCT扫描中,X射线源透过样品材料时,由于样品材料会对X射线束产生吸收作用,致使X射线强度产生衰减,而探测器检测到的是来自非轴向不同角度的最终被吸收后的X射线信号强度,称之为投影.根据Beer-Lambert定律,对于每一投影角,在探测器坐标为（y,z）上的每一像素点它的信号结果强度,I（y,z,θ）
—样品前X射线束的强度；
—样品衰减系数的角度变换；
—材料衰减系数.
衰减系数主要和样品密度、厚度、材料的化学组成及材料的原子密度相关.在对水泥基材料试件进行 XCT 原位测试时,X射线照射在试件上,试件通过旋转一定的角度（一般为）,得到了全方位的扫描,穿过试件的射线由于不同程度的衰减被一端的探测器接受,所接受的射线信号通过计算机以一定的算法将被测物体的三维空间影像还原出来.
3、XCT测试和研究时存在的问题
但是,XCT测试仪器是比较昂贵的设备,虽然可以对样品进行间隔时间段的扫描成像进而达到动态监测的目的,其经济和成本代价也是巨大的,和一般的无损检测不同,其无法进行现场监测,只能用于实验室研究.另外,对测试样品的规格要求也比较高,样品的大小具有一定限制,XCT的成像分辨率也和样品自身规格有关.而且外部环境对测试样品会产生一定的信号噪音干扰问题,影响每次成像的质量. 在连续周期对同一样品进行测试时,每次样品所摆放的位置也无法避免的产生微小的角度和方位的偏差,这本身对“原位”检测的准确程度带来了一定的困难,进而也对后续XCT图像的处理带来诸多问题.然而,尽管如此,XCT具有的无法比拟的优势使其在水泥基材料研究中产生出诸多积极作用和影响.同时,国内外一些学者也开始对XCT技术检测存在的问题进行改进和研究,以提出更加完善和有效的方法,使其在水泥基材料研究中发挥更重要的作用.因此,本文也是基于这样的背景,在样品检测时,对XCT测试所遇的诸多问题及XCT图像信息处理和分析时所遇到问题加以阐述.
4.无损检测XCT技术既有研究现状
近年来,利用XCT检测技术对混凝土内部的物质变化和微观结构变化进行研究成为一种热门的趋势.在土木工程中得到了较快的应用和发展.基于水泥基材料各相密度等不同,XCT成像技术能够对水泥基材料内部的微观缺陷进行成像和观察.在碳化、腐蚀、钢筋锈蚀的过程中,材料的内部会发生微结构的改变,这些改变的信息可以通过XCT成像技术捕捉到,同时XCT也能够对裂缝,孔结构分布,纤维的分布状况进行二维和三维成像,所得到的成像信息可以通过相关的图像分析软件进行针对性的分析和相关的定量计算.借助XCT技术可以对各种特殊混凝土（钢纤维混凝体、抗冻混凝土、引气混凝土）在服役时的作用机理进行相应的分析[10],同样的,基于XCT成像技术这种工具手段可以对沥青混凝土的力学性能进行数值模拟.目前一些学者利用XCT技术对水泥基材料做出了相关的研究.
韩建德等[11]通过采用XCT技术来实现原位监测加速碳化的水泥浆体内部物相和微结构变化的目的,发现了碳化导致微裂缝的产生,以及利用体积和表面积分数来表征碳化程度.但是没有找出碳化深度,且利用单张纵向切面图来进行连续位置灰度值标定时,不够准确,该切面并不能完整的表征试件具体每一位置的物相和孔结构变化.任文渊等[12]对混凝土试块进行了X射线计算机断层扫描（XCT）原位试验,提出了基于XCT图像的细观有限元断裂模型,通过预先嵌入黏结裂缝单元到有限元网格中,成功地模拟了混凝土单轴受拉试验中复杂多裂缝的开展过程.Yujie Huang等[13]使用基于XCT成像的细观模型模拟了动态荷载下混凝土的损害和断裂发展过程.Jie Yuan等[14]使用XCT技术探究了在硫酸盐侵蚀和干湿循环耦合作用下混凝土的失效过程.孙红芳等[15]利用X射线微型计算机断层扫描技术对钢筋通电腐蚀行为及裂缝的三维分布进行了研究,从微米尺度重构出试件中钢筋腐蚀产物和净浆裂缝的三维分布,探究了钢筋腐蚀产物和净浆裂缝之间分布及体积数量上的关系.上述利用XCT技术对混凝土相关领域进行的研究涉及到力学性能数值模拟和钢筋锈蚀等,近些年在借助于XCT成像技术在混凝土和水泥浆体孔结构的传输方面研究也有一定的成果.
结论：关于本文可作为相关专业水泥论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文2018年水泥多少一吨论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
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