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昆明理工大学学报(自然科学版)2024年第03期:基于MRI探究冷却方式和骨料粒径对水泥砂浆微观结构的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李贤;陈亮亮;毕靖;

单位:云南省交通规划设计研究院股份有限公司;贵州大学土木工程学院;

摘要:为研究冷却方式和骨料粒径(AS)对水泥砂浆试样的微观孔隙分布特征以及损伤的影响,将AS分别为0.63~1.25 mm、1.25~2.5 mm、2.5~5.0 mm、5.0~10.0 mm的水泥砂浆试样加热到400℃后分别放置在空气和水中冷却.采用低场核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)和数字声波仪分别测试了T_2谱、核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)和纵波波速,研究了冷却方式和AS对水泥砂浆试样孔径分布及几何平均孔隙半径、孔隙体积、纵波及损伤程度的影响,并深入探究了MRI像素特征值(均值ω、标准差δ和熵?)与损伤度之间的联系.结果表明:高温作用后孔隙几何平均半径、孔隙体积、ω、δ、?均增大,但受冷却方式及AS影响,变化幅值有所区别:一方面,水冷对试验样损伤度大于气冷,高温水冷后毛细孔T_2峰面积、孔隙几何平均半径、孔隙体积、ω的增加幅值均大于气冷;另一方面,水冷作用下胶凝孔T_2峰面积减少,而气冷下的孔隙几何平均半径和初始情况下的δ几乎不受AS影响.同时,AS与毛细孔T_2峰面积、水冷下的孔隙几何平均半径、孔隙体积的增加量呈负相关,与ω、气冷作用下的?成正相关.试样高温后MRI的亮斑在既有光斑上扩展、联通形成更亮更大的光斑,并且MRI像素值服从正态分布.损伤度与ω和?存在指数函数关系(R~2为0.91和0.76),可用ω来表征多孔介质的损伤程度.

关键词:核磁共振成像(MRI);;骨料粒径;;冷却方式;;孔径分布;;损伤度;;水泥砂浆

基金资助:国家自然科学基金项目(52164001);; 云南省科技厅重点研发计划项目(202103AA080013)