全巖心3D XRM應用|混凝土微觀結構解析

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

SEM:

 

▲圖片來自網絡

優點：	缺點：
√分辨率高，結合能譜可進行元素分析	×需要特別制樣
	×觀察二維表面形貌
	×有損，在制樣過程中可能引入破裂損傷

 

三維X射線顯微鏡（3D XRM）：

 

優點：	缺點：
√無損、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，可用于原位動態掃描
√可對固體、漿體等樣品進行分析
√與其他設備聯用，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，原位狀態下獲取的混凝土三維結構，左圖40000次循環加載，右圖70000次循環加載

 

▲圖片70000次循環加載后，內部裂隙、孔隙的分布
 

漿體狀態下準動態成像，用于氣孔分布分析

▲漿體中孔隙的分布情況，左側曲線標注不同高度截面面孔隙率曲線

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，是當前無損三維檢測很有效的方法，可有效避免樣品制備過程中人為的損壞。