Détermination de la morphologie globale de surface à la zone de transition interfaciale (ZIT)

Résumé

Par la présente, nous avons proposé un protocole pour illustrer l'effet de la morphologie de surface agrégée sur la microstructure ITZ. L'image SEM-BSE a été analysée quantitativement pour obtenir le gradient de porosité d'ITZ par le traitement numérique d'image et un algorithme de clustering de K-moyens a été employé en outre pour établir une relation entre le gradient de porosité et la rugosité de surface.

Résumé

Ici, nous présentons une méthode complète pour illustrer la répartition inégale de la zone de transition interfaciale (ITZ) autour de l'agrégat et l'effet de la morphologie de surface agrégée sur la formation de la ZIT. Tout d'abord, un échantillon de béton modèle est préparé avec une particule de céramique sphérique dans à peu près la partie centrale de la matrice de ciment, agissant comme un agrégat grossier utilisé dans le béton commun / mortier. Après le durcissement jusqu'à l'âge prévu, l'échantillon est numérisé par tomographie calculée par rayons X pour déterminer l'emplacement relatif de la particule céramique à l'intérieur de la matrice de ciment. Trois emplacements de la ZIT sont choisis : au-dessus de l'agrégat, sur le côté de l'agrégat et au-dessous de l'agrégat. Après une série de traitements, les échantillons sont numérisés à l'avec un détecteur SEM-BSE. Les images qui en ont résulté ont été traitées à l'aide d'une méthode de traitement numérique de l'image (DIP) afin d'obtenir les caractéristiques quantitatives de la ZIT. La morphologie de surface est caractérisée au niveau des pixels en fonction de l'image numérique. Par la suite, la méthode de clustering K-signifie est utilisée pour illustrer l'effet de la rugosité de surface sur la formation des ZIT.

Introduction

À l'échelle mésoscopique, les matériaux à base de ciment peuvent être considérés comme un composite en trois phases composé de la pâte de ciment, de l'agrégat et de la zone de transition interfaciale (ZIT) entre eux^1,2. L'ITZ est souvent traitée comme un maillon faible puisque sa porosité accrue pourrait servir de canaux pour l'entrée d'espèces agressives^3,4 ou fournir des voies plus faciles pour la croissance des fissures^5,6,7,8

Protocole

1. Préparation du modèle de béton avec une seule particule céramique

1. Préparation des moisissures
   1. Utilisez une brosse pour nettoyer le moule (25 mm x 25 mm x 25 mm) et assurez-vous que les surfaces intérieures du moule sont exemptes d'impureté.
   2. Utilisez une autre brosse pour appliquer uniformément l'huile diesel sur les surfaces intérieures du moule pour faciliter la libération des moisissures.
      REMARQUE : Ici, nous n'avons pas utilisé le moule commun pour la préparation de mortier ou de béton. Comme la particule céramique mesure environ 15 mm de diamètre, un moule en plastique cubique d'environ 30 mm de longueur est utilisé pour la prépa....

Résultats

La répartition de la porosité des régions des ZIT au-dessus de l'agrégat, du côté de l'agrégat et au-dessous de l'agrégat, est comparée et indiquée à la figure 4³². La porosité de l'ITZ au-dessus de la surface supérieure semble être plus petite que celle sur le côté ou au-dessus de l'agrégat, ce qui indique une microstructure ITZ plus dense, tandis que l'ITZ au-dessous de l'agrégat est toujours la plus poreuse en raison de micro-saignements. La fi.......

Discussion

La technique X-CT a été appliquée pour déterminer grossièrement le centre géométrique de la particule céramique pour s'assurer que la surface analysée se trouve à travers l'équateur de la particule. Ainsi, la surestimation de l'épaisseur itZ causée par les artefacts 2D pourrait être évitée³⁸. En l'espèce, l'exactitude des résultats obtenus dépend fortement de la platitude des surfaces examinées. En général, un temps de broyage et de polissage plus long contribue à une surface suffisamment lisse po.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Auto Sputter Coater	Cressington	108 Auto/SE
Polisseuse automatique	Buehler	Phoenix4000
Brush	Huoniu	3#
Cement	China United Cement Corporation	P.I. 42.5
Mélangeur de pâte de ciment	Wuxi Construction and Engineering	NJ160
Particules de céramique	Haoqiang	&Phi ; Film alimentaire 15 mm
	Miaojie	65300
Machine d’enrobage à froid	Buehler	Cast N’Vac 1000
Ruban conducteur	Nissin Corporation	7311
Cup	Buehler	20-8177-100
Machine de découpe	Buehler	Isomet 4000
Moule cylindrique en plastique	Buehler	20-8151-100
Pâte diamantée	Buehler	00060210, 00060190, 00060170
Huile diesel	China Petroleum	0#
Balance électronique	Setra	BL-4100F
Résine époxy	Buehler	20-3453-128
Durcisseur	Buehler	20-3453-032
Découpe de haute précision machine	Buehler	2215
Image J	National Institutes of Health	1.52o
Alcool isopropylique	Sinopharm	M0130-241
Matlab	MathWorks	R2014a
Paper	Deli	A4
Boîte en plastique	Beichen	3630
Moule en plastique	Youke	a=b=c=25mm
Flanelle polie	Buehler	242150, 00242050, 00242100
Agent de démoulage	Buehler	20-8186-30
Microscopie électronique à balayage	FEI	Quanta 250
Couteau à racler	Jinzheng Matériaux de construction	CD-3
Papier SiC	Buehler	P180, P320, P1200
Nettoyeur à ultrasons	Zhixin	DLJ
Boîte à vide	Heheng	DZF-6020
Four de séchage sous vide	ZK	ZK30
Table vibrante	Jianyi	GZ-75
Bâton en bois	Buehler	20-8175
Tomographie par rayons X	YXLON	Y.CT PRECISION S