基于XCT技术的混凝土智能缓蚀系统性能表征

为优化对钢筋混凝土结构中钢筋的保护,设计了1套基于微胶囊的智能缓蚀系统(其中的微胶囊以乙基纤维素为囊壁,分别以单氟磷酸钠和亚硝酸钠为囊芯)并就其缓蚀性能进行了研究.利用XCT(X射线层析成像)技术进行钢筋锈蚀过程跟踪测试并对微胶囊的缓蚀效果进行了分析.结果表明:混凝土智能缓蚀系统对其中的钢筋起到了显著保护作用,缓蚀效果明显;在干湿循环试验中,相较于空白样,亚硝酸钠系统和单氟磷酸钠系统中的钢筋起锈时间分别延缓648,216h,开裂时间相应延缓432,144h;在干湿循环648h后,亚硝酸钠系统和单氟磷酸钠系统中的钢筋锈蚀率分别为1.93%,3.06%,均明显低于空白样(锈蚀率为10.46%).     

水泥净浆水分传输过程可视化表征与定量分析

有害离子通过水为媒介在水泥基材料内部传输,引起钢筋混凝土的劣化发展,缩短了混凝土结构的服役年限.为研究水泥基材料因水分传输引起的劣化机理,基于X射线断层扫描技术,采用碘化钠溶液作为图像增强剂,对水分在水泥净浆内部的传输过程进行原位和无损可视化追踪,分析水在水泥基体的吸水渗透深度变化.研究表明,当采用质量分数为10%的碘化钠溶液时,X射线断层扫描技术可清晰表征水分在净浆中的二维和三维传输过程;通过X射线断层扫描技术测定的吸水深度与时间平方根呈线性关系,符合Locas-Washburn方程.     

弯曲荷载诱发微型梁开裂演化过程的可视分析

传统的三点弯曲试验无法对试样内部裂缝进行可视量化分析.为了直观地观察三点弯曲下试样开裂演化过程,采用X射线微观层析成像(X-ray microcomputed tomography,X-ray μCT)技术对三点弯曲荷载作用下微型梁的开裂过程进行原位追踪监测,基于试样的二维/三维的形貌特征图对孔隙和裂缝进行可视量化分析.结果表明,X-ray μCT测试技术是一种有效的非破坏性的原位跟踪方法,可以获得试样内部孔隙与裂缝三维可视化图,获取三点弯曲试验的试样裂缝扩展全过程,并可进一步对试样的裂缝与孔隙进行定量分析,获得X-ray μCT测试裂缝长度变化曲线与裂缝体积柱状图.研究表明,裂缝长度与体积随加载呈上升趋势.