基于CT圖像三維重建的高溫下高性能混凝土孔隙衍化分析

石麗娜，杜紅秀，徐瑤瑤

(太原理工大學(xué)土木工程學(xué)院，太原 030024)

0 引 言

近年來，隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施大規(guī)模發(fā)展，高性能混凝土因其高工作性、高耐久性、服役環(huán)境多樣性而得到青睞，它可以為建筑提供優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料，為建筑生命提供保障[1]。但因其高致密性和低滲透性，在高溫作用下內(nèi)部微結(jié)構(gòu)損傷嚴(yán)重且極易爆裂，導(dǎo)致力學(xué)性能顯著下降[2]。研究發(fā)現(xiàn)，聚丙烯纖維的加入可以抑制高溫作用下混凝土內(nèi)部微裂縫的萌生和發(fā)展及高溫爆裂[3-4]。

混凝土是一種多相的非均質(zhì)復(fù)合材料，對(duì)其高溫后的性能可從宏觀、細(xì)觀和微觀尺度展開研究[5-8]，本團(tuán)隊(duì)在混凝土高溫后強(qiáng)度、裂縫數(shù)量及孔徑分布等方面進(jìn)行了研究。在這些多尺度模型中，細(xì)觀分析是深入了解混凝土損傷行為的有價(jià)值和可行的工具[9-10]。

X射線CT技術(shù)具有良好的空間分辨率，可將掃描得到的圖片重建為三維模型，進(jìn)而研究其結(jié)構(gòu)，是用于混凝土微結(jié)構(gòu)分析的一種新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)[11]。目前對(duì)高性能混凝土高溫作用后三維重建模擬研究較少。本研究根據(jù)CT掃描數(shù)據(jù)，采用MIMICS軟件對(duì)摻與不摻聚丙烯纖維的高性能混凝土進(jìn)行三維細(xì)觀結(jié)構(gòu)的重建，得到不同溫度作用下混凝土的細(xì)觀結(jié)構(gòu)圖像，深入研究高性能混凝土高溫作用下微結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，以期為混凝土抗火設(shè)計(jì)及火災(zāi)后修復(fù)提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 原材料

水泥：太原產(chǎn)P·O 42.5普通硅酸鹽水泥，28 d抗折強(qiáng)度6.8 MPa,28 d抗壓強(qiáng)度46.3 MPa。

粗骨料：5～20 mm連續(xù)粒級(jí)、級(jí)配合格的石灰石碎石。……