Determinazione della morfologia di superficie aggregata nella zona di transizione interfacciale (IT)

Sommario

Per questo abbiamo proposto un protocollo per illustrare l'effetto della morfologia della superficie aggregata sulla microstruttura IT. L'immagine SEM-BSE è stata analizzata quantitativamente per ottenere il gradiente di porosità di IT tramite l'elaborazione digitale delle immagini e un algoritmo di clustering K-mezzi è stato ulteriormente impiegato per stabilire una relazione tra gradiente di porosità e rugosità della superficie.

Abstract

Qui, presentiamo un metodo completo per illustrare la distribuzione irregolare della zona di transizione interfacciale (IT) intorno all'aggregato e l'effetto della morfologia della superficie aggregata sulla formazione dell'IT. In primo luogo, un campione di calcestruzzo modello viene preparato con una particella di ceramica sferica nella parte centrale approssimativa della matrice di cemento, agendo come un aggregato grossolano utilizzato nel calcestruzzo/mortaio comune. Dopo la stagionatura fino all'età progettata, il campione viene scansionato dalla tomografia computerizzata a raggi X per determinare la posizione relativa della particella ceramica all'interno della matrice del cemento. Vengono scelte tre posizioni dell'IT: sopra l'aggregato, sul lato dell'aggregato e al di sotto dell'aggregato. Dopo una serie di trattamenti, i campioni vengono scansionati con un rilevatore SEM-BSE. Le immagini risultanti sono state ulteriormente elaborate utilizzando un metodo di elaborazione delle immagini digitali (DIP) per ottenere caratteristiche quantitative dell'IT. La morfologia della superficie è caratterizzata a livello di pixel in base all'immagine digitale. Successivamente, K-significa metodo di clustering viene utilizzato per illustrare l'effetto della rugosità della superficie sulla formazione di IT.

Introduzione

Su scala mesoscopica, i materiali a base di cemento possono essere considerati come un composito a tre fasi composto dalla pasta di cemento, dall'aggregato e dalla zona di transizione interfacciale (IT) tra^{loro 1,2}. L'IT è spesso trattato come un anello debole poiché la sua maggiore porosità potrebbe fungere da canali per l'ingresso di specie aggressive^3,4 o fornire percorsi più facili per la crescita delle crepe^5,6,^7,8,

Protocollo

1. Preparazione del calcestruzzo del modello con una singola particella ceramica

1. Preparazione muffa
   1. Utilizzare un pennello per pulire lo stampo (25 mm x 25 mm x 25 mm) e assicurarsi che le superfici interne dello stampo siano prive di impurità.
   2. Utilizzare un altro pennello per applicare uniformemente l'olio diesel sulle superfici interne dello stampo per un più facile rilascio dello stampo.
      NOTA: Qui, non abbiamo usato lo stampo comune per la preparazione della malta o del calcestruzzo. Poiché la particella ceramica ha un diametro di circa 15 mm, per la preparazione del campione viene utilizzato uno stampo di plastica cubica di circa 30....

Risultati

La distribuzione della porosità delle aree IT al di sopra dell'aggregazione, sul lato dell'aggregato e al di sotto dell'aggregato, viene confrontata e illustrata nella Figura 4³². La porosità dell'IT sopra la superficie superiore sembra essere più piccola di quella sul lato o sopra l'aggregato, indicando una microstruttura IT- più densa, mentre l'IT al di sotto dell'aggregato è sempre la più porosa a causa della micro-bleeding. La figura 4

Discussione

La tecnica X-CT è stata applicata per determinare approssimativamente il centro geometrico della particella ceramica per garantire che la superficie analizzata sia attraverso l'equatore della particella. Pertanto, la sopraelevazione dello spessore IT, causato dagli artefatti 2D, potrebbe essere evitata^{38 .} Qui, l'accuratezza dei risultati ottenuti dipende fortemente dalla planarità delle superfici esaminate. In generale, un tempo di macinazione e lucidatura più lungo contribuisce ad una superficie.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Auto Sputter Coater	Cressington	108 Auto / SE
Lucidatrice automatica	Buehler	Phoenix4000
Spazzola	Huoniu	3 #
Cemento	Cina United Cement Corporation	P.I. 42.5
Miscelatore di pasta cementizia	Wuxi Construction and Engineering	NJ160
Particella ceramica	Haoqiang	Φ 15 mm
Pellicola trasparente	Miaojie	65300
Macchina per montaggio a freddo	Buehler	Cast N' Vac 1000
Nastro conduttivo	Nissin Corporation	7311
Tazza	Buehler	20-8177-100
Macchina da taglio	Buehler	Isomet 4000
Stampo cilindrico in plastica	Buehler	20-8151-100
Pasta diamantata	Buehler	00060210, 00060190, 00060170
Gasolio	Cina Petrolio	0#
Bilancia elettronica	Setra	BL-4100F
Resina epossidica	Buehler	20-3453-128
Indurente	Buehler	20-3453-032
Taglio ad alta precisione macchina	Buehler	2215
Immagine J	National Institutes of Health	1.52o
Alcool isopropilico	Sinopharm	M0130-241
Matlab	MathWorks	R2014a
Paper	Deli	A4
Scatola di plastica	Beichen	3630
Stampo in plastica	Youke	a = b =c = 25mm
flanella lucidata	Buehler	242150, 00242050, 00242100
agente distaccante	Buehler	20-8186-30
microscopia elettronica a scansione	FEI	Quanta 250
coltello per raschiare	Jinzheng Materiali da costruzione	CD-3
SiC carta	Buehler	P180, P320, P1200
Pulitore ad ultrasuoni	Zhixin	DLJ
Scatola sottovuoto	Heheng	DZF-6020
Forno di essiccazione sottovuoto	ZK	ZK30
Tavolo vibrante	Jianyi	GZ-75
Bastone di legno	Buehler	20-8175
Tomografia computerizzata a raggi X	YXLON	Y.CT PRECISION S