X線CTを用いた空隙構造の三次元画像計測と電気泳動によるコンクリートの空隙評価

使用 X 射线 CT 进行孔隙结构三维图像测量并使用电泳评估混凝土孔隙

• 批准号: 19656106
• 负责人: 杉山 隆文
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19656106/
• 关键词: 高分解能X線CT; 3次元細孔構造; セメントペースト; コンクリート; 空隙率; 屈曲; ランダムウォークシミュレーション; 連続空隙率; 空隙

コンクリートの微細構造を三次元で抽出するために、放射光X線CTおよびX線マイクロCTによる画像計測手法を開発することを目的に研究を実施した。画像解析においては、一般的に、試料から一部を抽出して解析を行うが、抽出する要素が試料全体の特性を表わしていることが不可欠である。そこでREV(representative elementary volume)解析に基づいて代表要素を抽出し、この抽出領域の特性が試料全体の特性を代表しているかについて研究した。すなわち、試料全体を代表する標本を抽出できるように、十分小さくかつ空隙を巨視的に捉えられるようにREVの最適値に関して研究を実施した。本研究の範囲内で得られた知見は、次の通りである : (1)VOIのサイズが小さいほど抽出位置による空隙率のばらつきが大きいことが観測された。(2)400^3voxels以上で空隙率、標準偏差とも一定値に収束したことから、REVの最適値はその最小値を採用して、400^3voxelsすなわち200^3(μm)^3と推測した。次に、取得したデータを演算処理して得られた画像データを用いて、空隙構造の定量化指標を決定するためにランダムウォークシミュレーション法の適用を引き続き研究した。使用した供試体は、普通ボルトランドセメントを用いたセメントペーストである。材齢を2、7、28日として、空隙構造について、空隙率、連続空隙率、拡散屈曲度をそれぞれ定量化することができた。材齢が進むにつれて、これらの指標は変化し空隙構造が緻密化することを定量化できた。今後の検討事項として、空隙の定量化にあたって、空隙と固相との区別に関する閾値の研究、パーコレーションの依存性に関する研究を明らかにした。

The study of X-ray CT and X-ray CT imaging techniques was carried out. Portrait analysis, general analysis, extraction of a part of the sample, analysis, extraction of elements, and presentation of the entire sample. REV(representative elementary volume) analysis is based on the extraction of representative elements, the extraction of characteristics of the field, and the study of all characteristics of the sample. The research on the optimum value of REV was carried out on behalf of all samples. The results of this study are as follows: (1) Voids in VOI are measured in small and medium positions. (2) Voids above 400^3 voxels, standard deviation, minimum value of REV, minimum value of REV, minimum value of 400^3 voxels, minimum value of REV, minimum value of REV, minimum value of REV. The application of the method to the determination of the quantitative index of the void structure is studied. The test sample was used as a test sample. Material quality 2, 7, 28 days, void structure, porosity, continuous porosity, dispersion buckling, etc. The index of the material is changed, and the void structure is densified. In the future, the study of the relationship between the quantitative analysis of the gap and the solid phase, and the study of the relationship between the gap and the solid phase will be made clear.

项目成果

Characterizing the 3D Pore Structure of Hardened Cement Paste with Synchrotron Microtomography

• DOI: 10.3151/jact.6.273
• 发表时间: 2008-06
• 期刊: Journal of Advanced Concrete Technology
• 影响因子: 2
• 作者: M. Promentilla;T. Sugiyama;T. Hitomi;Nobufumi Takeda

コンクリートの空隙構造観察のための高輝度X線CTの利用について

关于利用高强度X射线CT观察混凝土孔隙结构

• 发表时间: 2007
• 期刊: 第61回セメント技術大会講演要旨
• 作者: 川北昌宏;杉山隆文;田村優介
• 通讯作者: 田村優介

Studies on Pore Structure Characterization in Hydrated Cement System based on 3D Micro-Geometry Technique,

基于3D微观几何技术的水化水泥体系孔隙结构表征研究，

• 发表时间: 2007
• 期刊: 耐久性力学に関するシンポジウム論文集, JCI
• 作者: Michael Angelo B. PROMENTI-LLA;Takafumi SUGIYAMA;Tak-ashi HITOMI and Nobufumi TAKEDA:
• 通讯作者: Tak-ashi HITOMI and Nobufumi TAKEDA:

Studies on 3D Micro-Geometry and Diffusion Tortuosity of Cement-Based Materials using X-Ray Microtomography,

使用 X 射线显微断层扫描研究水泥基材料的 3D 微观几何形状和扩散曲折度，

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of the 32nd Conference on Our World in Concrete and Structures
• 作者: H. Minamide;J. Zhang;R. Guo;S. Ohno;K. Miyamoto;H. Ito;Michael Angelo B. Promentilla and Takafumi Sugiyama
• 通讯作者: Michael Angelo B. Promentilla and Takafumi Sugiyama

セメントペーストのX線CT画像におけるREV解析

水泥浆体 X 射线 CT 图像的 REV 分析

• 发表时间: 2008
• 作者: 南出泰亜;郭蕊香;大野誠吾;宮本克彦;碇智文;伊藤弘昌;増田亜由子
• 通讯作者: 増田亜由子