The Determination Of Diffusive Tortuosity In Concrete Specimens Using X-Ray Microtomography

• Autorzy: Ranachowski Z. , Jóźwiak-Niedźwiedzka D. , Ranachowski P. , Dąbrowski M. , Kudela Jr. S. , Dvorak T.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0140

Warianty tytułu

PL

Wyznaczanie krętości dyfuzyjnej w próbkach betonów przy zastosowaniu metody mikrotomografii rentgenowskiej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a method of pore connectivity analysis applied to specimens of cement based composites differing in water to cement ratio. The method employed X-ray microtomography (micro-CT). Microtomography supplied digitized three-dimensional radiographs of small concrete specimens. The data derived from the radiographs were applied as an input into the application based on the algorithm called ‘random walk simulation’. As the result a parameter called diffusive tortuosity was established and compared with estimated porosity of examined specimens.

PL

Artykuł prezentuje metodę wyznaczania parametru charakteryzującego intensywność połączeń mikroporów w zastosowaniu do próbek kompozytów z matrycą cementową, różniących się stosunkiem wodnocementowym. Metoda bazuje na wynikach badań z zastosowaniem mikrotomografii rentgenowskiej. Analizowano zdigitizowane zestawy danych, opisujące trójwymiarową reprezentację mikrostruktury niewielkich próbek wykonanych z betonu. Przygotowane w ten sposób skany mikrostruktury zastosowano jako dane wejściowe wprowadzone do oprogramowania wykorzystujacego algorytm ‘przypadkowo migrujących cząstek wirtualnych’. W ten sposób wyznaczono parametr mikrostruktury znany jako krętość dyfuzyjna. Parametr ten porównano z porowatością obserwowaną wyznaczoną dla zbadanych próbek przy wykorzystaniu analizy jasności voxeli w analizowanych próbkach.

Słowa kluczowe

EN

X-ray tomography; concrete microstructure; diffusive tortuosity

PL

tomografia rentgenowska; mikrostruktura betonu; krętość dyfuzyjna

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 2A
• Strony: 1115--1119
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Ranachowski Z.

• Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, 5b, Pawińskiego Str., 02-106 Warszawa, Poland

autor

Jóźwiak-Niedźwiedzka D.

• Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, 5b, Pawińskiego Str., 02-106 Warszawa, Poland

autor

Ranachowski P.

• Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, 5b, Pawińskiego Str., 02-106 Warszawa, Poland

autor

Dąbrowski M.

• Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, 5b, Pawińskiego Str., 02-106 Warszawa, Poland

autor

Kudela Jr. S.

• Institute of Materials and Machine Mechanics, Racianska 75, 831-02 Bratislava, Słovakia

autor

Dvorak T.

• Institute of Materials and Machine Mechanics, Racianska 75, 831-02 Bratislava, Słovakia

Bibliografia

• [1] E. Landis, E. Nagy, D. Keane, S.P. Shah, Observations of internal crack growth in mortar using X-ray microtomography, Proc. of the Fourth Materials Engineering Conf. Washington, D.C., ASCE, New York (1996).
• [2] Z. Ranachowski, D. Jóźwiak-Niedźwiedzka et al., Application of X-ray microtomography and optical microscopy to determine the microstructure of concrete penetrated by carbon dioxide, Archives of Metallurgy and Materials, 59,4, (2014) DOI: 10.2478/amm-2014-0245, 1451-1457.
• [3] E.J. Garboczi, Three-dimensional mathematical analysis of particle shape using X-ray tomography and spherical harmonics: Application to aggregates used in concrete, Cement & Concrete Research 32, 1621-1638 (2002).
• [4] M. Lanzon, V. Cnudde, T. de Kock, J. Dewanckele, X-ray microtomography (μ-CT) to evaluate microstructure of mortars containing low density additions, Cement & Concrete Composites 34, 993-1000 (2012).
• [5] S.R. Stock, N.K. Naik, A.P. Wilkinson, K.E. Kurtis, X-ray microtomography (micro-CT) of the progression of sulfate attack of cement paste, Cement & Concrete Research 32, 1673-1675 (2001).
• [6] Y. Nakashima, S. Kamia, Mathematica Programs for the Analysis of Three-Dimensional Pore Connectivity and Anisotropic Tortuosity of Porous Rocks using X-ray Computed Tomography Image data, J. of Nuclear Science and Technology 44, 9, 1233-1247 (2012).
• [7] J.L.Provis, R.J. Myers, C.E. White, X-ray microtomography shows pore structure and tortuosity in alkali-activated binders, Cement & Concrete Research 42, 855-864 (2012).
• [8] E. Gallucci, K. Scrivener, A. Groso, M. Stampanoni, G. Margaritondo, Experimental investigation of the microstructure of cement pastes using synchrotron X-ray microtomography (uCT), Cement & Concrete Research 37, 360-368 (2007).

Uwagi

EN

The results presented in the paper have been obtained within the Joint Project of Polish and Slovak Academies of Sciences no. 10 entitled ‘Investigation of novel concrete compositions with application of X-ray microtomography’