[发明专利]一种水泥基材料冻融损伤的微观结构检测方法

权利要求书

1.一种水泥基材料冻融损伤的微观结构检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对长龄期的水泥基材料样品作切割、打磨，得到若干个相同尺寸的水泥基材料试件；

步骤2、对水泥基材料试件做真空饱水处理；

步骤3、将步骤2处理后的试件的一面作为底面，对试件进行X射线断层扫描，得到冻融前的二维灰度图像数据，所述每个水泥基材料试件对应一组二维灰度图像数据；

步骤4、对步骤3处理后的水泥基材料试件再次做真空饱水处理；

步骤5、将经步骤4处理后的水泥基材料试件随机分成三类，将上述三类水泥基材料试件置于不同密封条件进行冻融前处理，所述密封条件包括全密封、半密封和不密封；

步骤6、分别对上述进行冻融前处理后的三类水泥基材料试件做一次冻融循环；

步骤7、对步骤6处理后的试件进行X射线断层扫描，得到一次冻融循环后的二维灰度图像数据；反复进行冻融循环，直至水泥基材料试件失效，此时得到若干次冻融循环后的二维灰度图像数据；所述每个水泥基材料试件每冻融循环一次对应一组二维灰度图像数据；

步骤8、分别对冻融前和每次冻融循环后的二维灰度图像数据进行处理和定量分析，得到每个水泥基材料试件的冻融前三维灰度图像数据和每次冻融循环后的三维灰度图像数据，并通过灰度变化统计裂纹信息，所述裂纹信息包括体积分数、连通性、比表面积、空间取向程度。

2.根据权利要求1所述的水泥基材料冻融损伤的微观结构检测方法，其特征在于，步骤1中将长龄期的水泥基材料样品作切割、打磨为圆柱体水泥基材料试件，所述水泥基材料为水泥净浆、水泥砂浆或混凝土。

3.根据权利要求2所述的水泥基材料冻融损伤的微观结构检测方法，其特征在于，所述圆柱体水泥基材料试件的尺寸为：直径Φ=8.2mm、长度L=10mm。

4.根据权利要求2所述的水泥基材料冻融损伤的微观结构检测方法，其特征在于，所述密封条件为全密封时进行冻融前处理，具体包括：用环氧树脂全密封或保鲜膜全密封；全密封条件下的水泥基材料试件在气冻气融环境下进行冻融循环。

5.根据权利要求2所述的水泥基材料冻融损伤的微观结构检测方法，其特征在于，所述密封条件为半密封时进行冻融前处理，具体包括：用环氧树脂密封圆柱体水泥基材料试件的侧面和顶面，留底面不密封或用保鲜膜包裹圆柱体水泥基材料试件的侧面和顶面，留底面不密封；半密封条件下的水泥基材料试件进行冻融循环时将非密封面与水膜层接触即单面水冻水融；该密封条件下，再次进行冻融循环前：对于用保鲜膜包裹的水泥基材料试件，对该水泥基材料试件进行真空饱水处理，再进行与上一次相同的冻融前处理；对于用环氧树脂包裹的水泥基材料试件，仅对该水泥基材料试件进行真空饱水处理，不再进行冻融前处理。

6.根据权利要求2所述的水泥基材料冻融损伤的微观结构检测方法，其特征在于，所述密封条件为不密封时进行冻融前处理，具体为：将水泥基材料试件浸入航空煤油中；不密封条件下的水泥基材料试件在油冻油融环境下进行冻融循环；该密封条件下，当再次冻融循环前，对水泥基材料试件进行真空饱水处理，再进行与上一次相同的冻融前处理。

7.根据权利要求1-6中任意一项权利要求所述的水泥基材料冻融损伤的微观结构检测方法，其特征在于，每次冻融循环持续的时间为3天。

8.根据权利要求1-6中任意一项权利要求所述的水泥基材料冻融损伤的微观结构检测方法，其特征在于，所述真空饱水处理具体为：在真空饱水仪中进行，先将水泥基材料试件置于真空饱水仪内抽真空，使得气压低于外界大气压，再将水输入真空饱水仪中在低气压状态下保持若干小时。

9.根据权利要求8所述的水泥基材料冻融损伤的微观结构检测方法，其特征在于，所述将水输入真空饱水仪中在低气压状态下保持20个小时。

10.根据权利要求1所述的水泥基材料冻融损伤的微观结构检测方法，其特征在于，所述步骤8中利用三维灰度图像统计裂纹信息，具体为：对三维灰度图像截取目标区域，根据灰度分布选择一个灰度阈值做阈值分割，把灰度图变为二值图像，然后定量计算二值图像中的裂纹信息。