全巖心3D XRM應用|混凝土微觀(guān)結構解析

混凝土一方面是設計和建造行業(yè)頗受歡迎的材料，另一方面也帶來(lái)了諸多環(huán)境問(wèn)題。如何提高混凝土的性能，降低水泥的用量，往往是創(chuàng )新和試驗的焦點(diǎn)。性能可以通過(guò)適當改變材料微結構得到改進(jìn)。混凝土是應用廣泛的結構材料，它的微觀(guān)結構具有不均質(zhì)性且高度復雜，了解混凝土微觀(guān)結構的基本構成對于其性能的研究與改進(jìn)是有幫助的。

SEM:

 

▲圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò )

優(yōu)點(diǎn)：	缺點(diǎn)：
√分辨率高，結合能譜可進(jìn)行元素分析	×需要特別制樣
	×觀(guān)察二維表面形貌
	×有損，在制樣過(guò)程中可能引入破裂損傷

 

三維X射線(xiàn)顯微鏡（3D XRM）：

 

優(yōu)點(diǎn)：	缺點(diǎn)：
√無(wú)損、三維圖像	×與SEM納米級分辨率相比，分辨率可達亞微米級別
√快速成像，可用于原位動(dòng)態(tài)掃描
√可對固體、漿體等樣品進(jìn)行分析
√與其他設備聯(lián)用，可獲得元素三維分布

 

高分辨率的原位三維成像

▲疲勞試驗中，原位狀態(tài)下獲取的混凝土三維結構，左圖40000次循環(huán)加載，右圖70000次循環(huán)加載

 

▲圖片70000次循環(huán)加載后，內部裂隙、孔隙的分布
 

漿體狀態(tài)下準動(dòng)態(tài)成像，用于氣孔分布分析

▲漿體中孔隙的分布情況，左側曲線(xiàn)標注不同高度截面面孔隙率曲線(xiàn)

3D XRM在微米、亞微米尺度上能夠有效的用于各種材料的三維組分、結構分析，是當前無(wú)損三維檢測很有效的方法，可有效避免樣品制備過(guò)程中人為的損壞。