基于BSE-IA与XCT的水泥基泡沫混凝土孔结构多尺度研究

将背散射电子图像分析法(BSE-IA)与X射线断层扫描(XCT)相结合,研究了三种密度相近的超低密度水泥基泡沫混凝土(CBFC)的孔结构特征。研究发现,泡沫混凝土的孔隙孔径分布从纳米级至毫米级,其中主要为毫米级孔隙。XCT可从三维角度对其中大孔进行定量研究,可获得大孔的孔隙率、孔径分布、孔隙球度及孔壁厚度等信息;而基于不同放大倍数的图像,BSE-IA可对CBFC中的大孔与孔壁中的凝胶孔及水泥水化特征等进行多尺度研究。泡沫混凝土性能由孔隙率、孔径大小、球度、孔壁厚度与孔壁特征等共同决定,因此将BSE-IA与XCT相结合,可综合全面地对水泥基泡沫混凝土的微观结构进行多尺度研究。

高温后超高韧性水泥基复合材料的微观结构特征研究

利用背散射电子图像分析法(BSE-IA)研究了高温对混杂钢纤维超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)基体及界面过渡区微观结构的影响,揭示了钢纤维高温锈蚀机理。研究发现:常温下UHTCC基体结构较疏松,界面过渡区内孔隙率较大;而后,温度升高促使粉煤灰二次水化,基体与界面过渡区微观结构趋于致密,在400 ℃达到最密实状态;400 ℃以后,氢氧化钙等水化产物逐渐分解,导致基体内因缺陷增多而变疏松,大量裂缝沿着骨料界面产生并逐渐扩展成网络。常温下钢纤维与基体间存在一结构疏松过渡区,随着温度升高,该过渡区消失。钢纤维在400 ℃时局部发生点蚀,而后随着温度升高锈蚀区域逐渐扩大,直至完全锈蚀。以上结果表明,400 ℃以下高温对UHTCC微观结构有益;而500 ℃及以上,在水化产物高温分解与钢纤维锈蚀的共同作用下,UHTCC微观结构迅速劣化。