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使用碘来提高X射线断层扫描的相位定量效果

DOI：10.1016/j.cemconres.2018.11.004 期刊：Cement and Concrete Research 出版年份：2019 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： X射线计算机断层扫描（CT）已被用于量化胶凝材料中的孔隙结构和裂缝特征。然而，重建图像体积中水化产物相似的对比度（灰度值）限制了这些相的量化能力，这仍是进一步发挥该实验方法影响的重要需求。本研究的目标是通过引入对比剂来提高对波特兰水泥中四种主要水化产物（C-S-H、氢氧化钙（CH）、单硫型水化硫铝酸钙（AFm）和钙矾石（AFt））的分割能力，从而提升合成水化产物的量化能力。为通过X射线CT进行研究，合成了纯C-S-H、CH和AFt，以及含碘对比剂的纯AFm和改性AFm。利用同步辐射设施的多能量扫描来分离各个相。使用碘作为对比剂实现了对四种主要水化产物的准确量化。
作者： Tyler Deboodt，Dorthe Wildenschild，Jason H. Ideker，O. Burkan Isgor
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过引入对比剂以提高对硅酸盐水泥中四种主要水化产物（C-S-H、氢氧化钙（CH）、单硫型水化硫铝酸钙（AFm）和钙矾石（AFt））之间分割的区分度，从而增强对合成水化产物定量的能力。

研究成果

在AFm相中使用碘作为造影剂显著提高了对硅酸盐水泥中四种主要水化产物进行定量的能力。量化这些物相时观察到的误差明显降低，这证明了在胶凝材料X射线CT研究中使用造影剂的有效性。

研究不足

实验的技术和应用限制包括：由于重建图像体积中固体相的X射线吸收相似，导致灰度值相对接近，因而无法区分不同固体相。潜在的优化方向包括向C-S-H中引入对比剂，因其具有大量可结合阳离子和阴离子的结构位点。

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