Name: determination of aggregate surface morphology at the interfacial transition zone (itz)
Uploaded: 2019-12-16T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Determination of Aggregate Surface Morphology at the Interfacial Transition Zone ITZ at JoVE.com

המחברים מכירים בהכרת תודה את התמיכה הפיננסית מהתוכנית הלאומית R & D התוכנית של סין (2017YFB0309904), הלאומי המדע הטבעי הקרן של סין (גרנט Nos. 51508090 ו 51808188), 973 תוכנית (2015CB655100), המעבדה מפתח המדינה של חומרים מהנדסים אזרחיים בעלי ביצועים גבוהים (2016CEM005). גם, מאוד להעריך ג'יאנגסו מכון מחקר של בניין מדע ושות, בע מ והמעבדה מפתח המדינה של ביצועים גבוהים חומרים הנדסה אזרחית למימון פרויקט המחקר.

1. הכנת בטון דגם עם חלקיק קרמי אחד
<ol><li>הכנת עובש<ol>
<li>השתמש במברשת כדי לנקות את העובש (25 מ"מ x 25 מ"מ x 25 מ"מ) ולהבטיח כי המשטחים הפנימיים של העובש הם ללא מטומאה.</li>
		<li>השתמשו במברשת אחרת כדי להחיל בצורה אחידה שמן דיזל על המשטחים הפנימיים של העובש לשחרר בקלות עובש. הערה: לא השתמשו בעובש המשותף ל?...

<ol>
	<li>Scrivener, K. L., Crumbie, A. K., Laugesen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Interfacial+Transition+Zone+(ITZ)+Between+Cement+Paste+and+Aggregate+in+Concrete.">The Interfacial Transition Zone (ITZ) Between Cement Paste and Aggregate in Concrete.</a> Interface Science. 12 (4), 411-421 (2004).</li><li>Scrivener, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Backscattered+electron+imaging+of+cementitious+microstructures:+understanding+and+quantification.">Backscattered electron imaging of cementitious microstructures: understanding and quantification.</a> Cement and Concrete Composites. 26 (8), 935-945 (2004).</li><li>Houst, Y. F., Sadouki, H., Wittmann, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+aggregate+concentration+on+the+diffusion+of+CO2+and+O2.">Influence of aggregate concentration on the diffusion of CO2 and O2.</a> Concrete. , 279-288 (1993).</li><li>Halamickova, P., Detwiler, R. J., Bentz, D. P., Garboczi, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+permeability+and+chloride+ion+diffusion+in+portland+cement+mortars:+Relationship+to+sand+content+and+critical+pore+diameter.">Water permeability and chloride ion diffusion in portland cement mortars: Relationship to sand content and critical pore diameter.</a> Cement &amp; Concrete Research. 25 (4), 790-802 (1995).</li><li>Yang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-situ+X-ray+computed+tomography+characterisation+of+3D+fracture+evolution+and+image-based+numerical+homogenisation+of+concrete.">In-situ X-ray computed tomography characterisation of 3D fracture evolution and image-based numerical homogenisation of concrete.</a> Cement and Concrete Composites. 75, 74-83 (2017).</li><li>Skar&#380;y&#324;ski, &. #. 3. 2. 1. ;., Nitka, M., Tejchman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modelling+of+concrete+fracture+at+aggregate+level+using+FEM+and+DEM+based+on+X-ray+&#181;CT+images+of+internal+structure.">Modelling of concrete fracture at aggregate level using FEM and DEM based on X-ray &#181;CT images of internal structure.</a> Engineering Fracture Mechanics. 147, 13-35 (2015).</li><li>K&#246;nigsberger, M., Pichler, B., Hellmich, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micromechanics+of+ITZ-Aggregate+Interaaction+in+Concrete+Part+II:+Stength+Upscaling.">Micromechanics of ITZ-Aggregate Interaaction in Concrete Part II: Stength Upscaling.</a> Journal of the American Ceramic Society. 97 (2), 543-551 (2014).</li><li>Shahbazi, S., Rasoolan, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Meso-scale+finite+element+modeling+of+non-homogeneous+three-phase+concrete.">Meso-scale finite element modeling of non-homogeneous three-phase concrete.</a> Case Studies in Construction Materials. 6, 29-42 (2017).</li><li>Ak&#231;ao&#287;lu, T., Tokyay, M., &#199;elik, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+the+ITZ+microcracking+via+scanning+electron+microscope+and+its+effect+on+the+failure+behavior+of+concrete.">Assessing the ITZ microcracking via scanning electron microscope and its effect on the failure behavior of concrete.</a> Cement and Concrete Research. 35 (2), 358-363 (2005).</li><li>Chang, H., Feng, P., Lyu, K., Liu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+method+for+assessing+C-S-H+chloride+adsorption+in+cement+pastes.">A novel method for assessing C-S-H chloride adsorption in cement pastes.</a> Construction &amp; Building Materials. 225, 324-331 (2019).</li><li>Wang, P., Jia, Y., Li, T., Hou, D., Zheng, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+dynamics+study+on+ions+and+water+confined+in+the+nanometer+channel+of+Friedel's+salt:+structure+dynamics+and+interfacial+interaction.">Molecular dynamics study on ions and water confined in the nanometer channel of Friedel's salt: structure dynamics and interfacial interaction.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 20, 27049-27058 (2018).</li><li>Ma, H., Li, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Multi-Aggregate+Approach+For+Modeling+The+Interfacial+Transition+Zone+In+Concrete.">A Multi-Aggregate Approach For Modeling The Interfacial Transition Zone In Concrete.</a> ACI Materials Journal. 111 (2), (2014).</li><li>Yun, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+ITZ+in+ternary+blended+cementitious+composites:+Experiment+and+simulation.">Characterization of ITZ in ternary blended cementitious composites: Experiment and simulation.</a> Construction &amp; Building Materials. 41 (2), 742-750 (2013).</li><li>Garboczi, E. J., Bentz, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Digital+simulation+of+the+aggregate-cement+paste+interfacial+zone+in+concrete.">In Digital simulation of the aggregate-cement paste interfacial zone in concrete.</a> International Conference on Electric Information and Control Engineering (ICEICE), 2011. , 196-201 (2011).</li><li>Winslow, D. N., Cohen, M. D., Bentz, D. P., Snyder, K. A., Garboczi, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Percolation+and+pore+structure+in+mortars+and+concrete.">Percolation and pore structure in mortars and concrete.</a> Cement &amp; Concrete Research. 24 (1), 25-37 (1994).</li><li>Sim&#245;es, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Mechanical Characterization of Fiber/Paste and Aggregate/Paste Interfaces (ITZ) in Reinforced Concrete with Fibers. , (2018).</li><li>Xiao, J., Li, W., Sun, Z., Lange, D. A., Shah, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Properties+of+interfacial+transition+zones+in+recycled+aggregate+concrete+tested+by+nanoindentation.">Properties of interfacial transition zones in recycled aggregate concrete tested by nanoindentation.</a> Cement and Concrete Composites. 37, 276-292 (2013).</li><li>Bentz, D. P., Garboczi, E. J., Stutzman, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computer+Modelling+of+the+Interfacial+Transition+Zone+in+Concrete.">Computer Modelling of the Interfacial Transition Zone in Concrete.</a> Interfaces in Cementitious Composites. , 107-116 (1993).</li><li>Kai, L., Wei, S., Changwen, M., Honglei, C., Yue, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+characterization+of+pore+morphology+in+hardened+cement+paste+via+SEM-BSE+image+analysis.">Quantitative characterization of pore morphology in hardened cement paste via SEM-BSE image analysis.</a> Construction &amp; Building Materials. 202, 589-602 (2019).</li><li>Ondracek, G., Underwood, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+stereology.">Quantitative stereology.</a> Journal of Nuclear Materials. 42 (2), 237-237 (1972).</li><li>Xu, J., Wang, B., Zuo, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modification+effects+of+nanosilica+on+the+interfacial+transition+zone+in+concrete:+A+multiscale+approach.">Modification effects of nanosilica on the interfacial transition zone in concrete: A multiscale approach.</a> Cement and Concrete Composite. 81, 1-10 (2017).</li><li>Zhu, Z., Chen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Overestimation of ITZ thickness around regular polygon and ellipse aggregate. , 205-218 (2017).</li><li>Head, M. K., Wong, H. S., Buenfeld, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterising+aggregate+surface+geometry+in+thin-sections+of+mortar+and+concrete.">Characterising aggregate surface geometry in thin-sections of mortar and concrete.</a> Cement and Concrete Research. 38 (10), 1227-1231 (2008).</li><li>Gao, Y., De Schutter, G., Ye, G., Tan, Z., Wu, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ITZ+microstructure,+thickness+and+porosity+in+blended+cementitious+composite:+Effects+of+curing+age,+water+to+binder+ratio+and+aggregate+content.">The ITZ microstructure, thickness and porosity in blended cementitious composite: Effects of curing age, water to binder ratio and aggregate content.</a> Composites Part B: Engineering. 60, 1-13 (2014).</li><li>Erdem, S., Dawson, A. R., Thom, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+the+micro-+and+nanoscale+local+mechanical+properties+of+the+interfacial+transition+zone+on+impact+behavior+of+concrete+made+with+different+aggregates.">Influence of the micro- and nanoscale local mechanical properties of the interfacial transition zone on impact behavior of concrete made with different aggregates.</a> Cement and Concrete Research. 42 (2), 447-458 (2012).</li><li>Elsharief, A., Cohen, M. D., Olek, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+aggregate+size,+water+cement+ratio+and+age+on+the+microstructure+of+the+interfacial+transition+zone.">Influence of aggregate size, water cement ratio and age on the microstructure of the interfacial transition zone.</a> Cement &amp; Concrete Research. 33 (11), 1837-1849 (2003).</li><li>Pan, T., Tutumluer, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+Coarse+Aggregate+Surface+Texture+Using+Image+Analysis.">Quantification of Coarse Aggregate Surface Texture Using Image Analysis.</a> Journal of Testing &amp; Evaluation. 35 (2), 177-186 (2006).</li><li>Erdogan, S. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+shape+analysis+of+coarse+aggregates:+New+techniques+for+and+preliminary+results+on+several+different+coarse+aggregates+and+reference+rocks.">Three-dimensional shape analysis of coarse aggregates: New techniques for and preliminary results on several different coarse aggregates and reference rocks.</a> Cement &amp; Concrete Research. 36 (9), 1619-1627 (2006).</li><li>Santos, B. O., Valen&#231;a, J., Fowler, D. W., Saleh, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Livings+patterns+on+concrete+surfaces+with+biological+stains+using+hyperspectral+images+processing.">Livings patterns on concrete surfaces with biological stains using hyperspectral images processing.</a> Structural Control and Health Monitoring. , (2019).</li><li>Santos, B. O., Valen&#231;a, J., J&#250;lio, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Classification+of+biological+colonization+on+concrete+surfaces+using+false+colour+HSV+images,+including+near-infrared+information.">In Classification of biological colonization on concrete surfaces using false colour HSV images, including near-infrared information.</a> Optical Sensing and Detection V, International Society for Optics and Photonics. , 106800 (2018).</li><li>Stock, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+X-ray+microtomography+applied+to+materials.">Recent advances in X-ray microtomography applied to materials.</a> International Materials Reviews. 53 (3), 129-181 (2013).</li><li>Lyu, K., Garboczi, E. J., She, W., Miao, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+rough+vs.+smooth+aggregate+surfaces+on+the+characteristics+of+the+interfacial+transition+zone.">The effect of rough vs. smooth aggregate surfaces on the characteristics of the interfacial transition zone.</a> Cement and Concrete Composites. 99, 49-61 (2019).</li><li>Wong, H. S., Head, M. K., Buenfeld, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pore+segmentation+of+cement-based+materials+from+backscattered+electron+images.">Pore segmentation of cement-based materials from backscattered electron images.</a> Cement &amp; Concrete Research. 36 (6), 1083-1090 (2006).</li><li>Liao, K. -. Y., Chang, P. -. K., Peng, Y. -. N., Yang, C. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+study+on+characteristics+of+interfacial+transition+zone+in+concrete.">A study on characteristics of interfacial transition zone in concrete.</a> Cement and Concrete Research. 34 (6), 977-989 (2004).</li><li>Barnes, B. D., Diamond, S., Dolch, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+contact+zone+between+portland+cement+paste+and+glass+&#8220;aggregate&#8221;+surfaces.">The contact zone between portland cement paste and glass &#8220;aggregate&#8221; surfaces.</a> Cement &amp; Concrete Research. 8 (2), 233-243 (1978).</li><li>Hamerly, G., Elkan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alternatives+to+the+k-means+algorithm+that+find+better+clusterings.">Alternatives to the k-means algorithm that find better clusterings.</a> Proceedings of the eleventh international conference on Information and knowledge management, ACM. , 600-607 (2002).</li><li>Celebi, M. E., Kingravi, H. A., Vela, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A comparative study of efficient initialization methods for the k-means clustering algorithm. , 200-210 (2013).</li><li>Lu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+mortars+using+real-shaped+sand+particles+and+uniform+thickness+interfacial+transition+zones:+Artifacts+seen+in+2D+slices.">Three-dimensional mortars using real-shaped sand particles and uniform thickness interfacial transition zones: Artifacts seen in 2D slices.</a> Cement and Concrete Research. , (2018).</li><li>Gao, Y., De Schutter, G., Ye, G., Huang, H., Tan, Z., Wu, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porosity+characterization+of+ITZ+in+cementitious+composites:+Concentric+expansion+and+overflow+criterion.">Porosity characterization of ITZ in cementitious composites: Concentric expansion and overflow criterion.</a> Construction and Building Materials. 38, 1051-1057 (2013).</li><li>Celebi, M. E., Kingravi, H. A., Vela, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparative+study+of+efficient+initialization+methods+for+the+k-means+clustering+algorithm.">A comparative study of efficient initialization methods for the k-means clustering algorithm.</a> Expert Systems with Applications. 40 (1), 200-210 (2013).</li></ol>

טכניקת ה-X-CT החלה בערך לקבוע את המרכז הגיאומטרי של החלקיקים הקרמיים כדי להבטיח שמשטח הניתוח יהיה באמצעות המשווה של החלקיק. כך, הערכה יתר של עובי ITZ הנגרמת על ידי הממצאים 2D ניתן להימנע38. בזאת, הדיוק של התוצאות המתקבלות תלוי מאוד בשטצות של המשטחים הנבחנים. בדרך כלל, זמן הגריסה והלי...

בקנה מידה מזוסקופי, חומרים מבוססי מלט ניתן לראות כמורכב שלושה שלב מורכב של משחת הבטון, צבירה, ואת אזור המעבר הפנימי (ITZ) בין אותם1,2. ITZ הוא מטופל לעתים קרובות כחוליה חלשה מאז מוגברת מוגבר שלה יכול לשמש כערוצים עבור כניסה של מינים אגרסיביים3,4 או לספק מסלולים קלים יותר עבור צמיחה סדק5,6,7,8,9,10,11. לאחר מכן, מעניין מאוד לאפיין במדויק את תכונות ה-ITZ כדי להעריך ולנבא את ביצועי המאקרו של החומרים המבוססים על מלט.
כדי לחקור את ITZ, יש כבר מחקר מוגזם על התכונות המיקרוקונסטרוקטיבית שלה, יצירת מנגנונים, והשפעה על גורמים12,13,14 באמצעות שיטות ניסוי ומספרי. טכניקות שונות ביחד עבור אפיון ITZ כולל: בדיקות מכניות, בדיקות תחבורה, מרקורי מבחני הכניסה (mip) בדיקות15,16 ו ננו-כניסה17. מקובל לקבל את העובדה ש-ITZ נגרם בעיקר על-ידי אפקט הקיר, כמו גם סרט מים, מיקרו-דימום, גידול צד אחד, ו-ג'ל סיננסיס18.
עם התפתחות של שיטת עיבוד תמונה דיגיטלית (DIP) בשני העשורים האחרונים19, המאפיינים מורפולוגיים של ITZ (למשל, שבריר של נפח, עובי, והדרגתי) ניתן לכמת. מבוסס על בחינת סעיפים המטוס באמצעות סריקת אלקטרון מיקרוסקופ (SEM) עם גלאי אלקטרון מפוזר (BSE), התכונות תלת ממדיות (3D) של ITZ ניתן לגזור מן התוצאות 2D באמצעות התאוריה סטריאולוגיה20. כמו טכניקת SEM-BSE, הטכניקה הננו-כניסות מבוססת גם על הבדיקה של משטחים מלוטשים, אבל זה מתמקד יותר על מודול האלסטי של השלבים הקיימים21. עם זאת, הן בניתוח SEM-BSE ובמבחן הננו-כניסות, עובי ITZ עשוי להיות מיותר מידי כאשר מקטע הצלב נבדק לעתים נדירות עובר דרך הכיוון הרגיל משטח צבירה22. עם זאת, צימוד זה עם פלורסנט 3d מיקרוסקופ קונפוקלית, הערכה יתר של ITZ יכול להיות מסולק ואת החומר האמיתי של המלט, ותוכן צמנט anהידרוous ניתן להשיג23.
המחקרים הקודמים של גורמים המשפיעים בעיקר על הדבק בטון, מתעלם מהתפקיד של צבירה ואת מרקם פני השטח שלה24,25,26. מאז הצורה ואת המאפיינים מורפולוגית של צבירה תוארה בהרחבה על בסיס ניתוח כמותי של פרוסות דיגיטליות שהתקבלו מ-SEM או x-ray טומוגרפיה ממוחשבת (X-CT)27,28. עם זאת, לא מחקר התמקדות בהשפעה של מרקם הקרקע צבירה על היווצרות של אזור ITZ כבר בוצעה.
בזאת, אנו מציגים פרוטוקול לחקור את ההשפעה של המבנה משטח צבירה על היווצרות מיקרו מבנה ITZ מבוסס על ניתוח כמותי של התמונות SEM-BSE ואלגוריתם האשכול K-אמצעי. דגם בטון מודל היה מוכן עם חלקיק כדורי קרמיקה מתנהג כמו צבירה גסה. X-CT שימש בערך לקבוע את המיקום היחסי של החלקיק במטריצת הבטון האטומה לפני הפחתת הדגימה. לאחר עיבוד כדי לקבל את התמונות SEM-BSE, התפלגות אחידה של ITZ סביב צבירה אחת נצפתה. כמו כן, הוגדרה חספוס של משטח האינדקס (SR) המתאר את מרקם המשטח המצטבר ברמת הפיקסל. האלגוריתם K-כלומר באשכולות, שימש במקור באזור עיבוד אותות וכעת בשימוש נרחב עבור התמונה באשכולות29,30, הוצג להקים קשר בין חספוס פני השטח (SR) ו מעבר הדרגתי (SL).

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Auto Sputter Coater</td>
			<td>Cressington</td>
			<td>108 Auto/SE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Automatic polishing machine</td>
			<td>Buehler</td>
			<td>Phoenix4000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brush</td>
			<td>Huoniu</td>
			<td>3#</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cement</td>
			<td>China United Cement Corporation</td>
			<td>P.I. 42.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cement paste mixer</td>
			<td>Wuxi Construction and Engineering</td>
			<td>NJ160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ceramic particle</td>
			<td>Haoqiang</td>
			<td>&#934;15 mm</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cling film</td>
			<td>Miaojie</td>
			<td>65300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cold mounting machine</td>
			<td>Buehler</td>
			<td>Cast N&#39; Vac 1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conductive tape</td>
			<td>Nissin Corporation</td>
			<td>7311</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cup</td>
			<td>Buehler</td>
			<td>20-8177-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cutting machine</td>
			<td>Buehler</td>
			<td>Isomet 4000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cylindrical plastic mold</td>
			<td>Buehler</td>
			<td>20-8151-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diamond paste</td>
			<td>Buehler</td>
			<td>00060210, 00060190, 00060170</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diesel oil</td>
			<td>China Petroleum</td>
			<td>0#</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electronic balance</td>
			<td>Setra</td>
			<td>BL-4100F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epoxy resin</td>
			<td>Buehler</td>
			<td>20-3453-128</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hardener</td>
			<td>Buehler</td>
			<td>20-3453-032</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High precision cutting machine</td>
			<td>Buehler</td>
			<td>2215</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image J</td>
			<td>National Institutes of Health</td>
			<td>1.52o</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropyl alcohol</td>
			<td>Sinopharm</td>
			<td>M0130-241</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matlab</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td>R2014a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paper</td>
			<td>Deli</td>
			<td>A4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic box</td>
			<td>Beichen</td>
			<td>3630</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic mold</td>
			<td>Youke</td>
			<td>a=b=c=25mm</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polished flannelette</td>
			<td>Buehler</td>
			<td>242150, 00242050, 00242100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Release agent</td>
			<td>Buehler</td>
			<td>20-8186-30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scanning Electron Microscopy</td>
			<td>FEI</td>
			<td>Quanta 250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scrape knife</td>
			<td>Jinzheng Building Materials</td>
			<td>CD-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SiC paper</td>
			<td>Buehler</td>
			<td>P180, P320, P1200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic cleaner</td>
			<td>Zhixin</td>
			<td>DLJ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum box</td>
			<td>Heheng</td>
			<td>DZF-6020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum drying oven</td>
			<td>ZK</td>
			<td>ZK30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vibrating table</td>
			<td>Jianyi</td>
			<td>GZ-75</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wooden stick</td>
			<td>Buehler</td>
			<td>20-8175</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-ray Computed Tomography</td>
			<td>YXLON</td>
			<td>Y.CT PRECISION S</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

determination of aggregate surface morphology at the interfacial transition zone (itz)

כאן, אנו מציגים שיטה מקיפה כדי להמחיש את התפלגות אחידה של אזור המעבר בין פנים (ITZ) סביב צבירה ואת ההשפעה של מורפולוגיה משטח צבירה על היווצרות של ITZ. ראשית, דגימת בטון מודל מוכנה עם חלקיק קרמי כדורי בערך החלק המרכזי של מטריצת הבטון, הפועלת כצבירה גסה המשמשת בבטון/טיט משותפים. לאחר הריפוי עד לגיל המתוכנן, המדגם נסרק על-ידי טומוגרפיה ממוחשבת של X-ray כדי לקבוע את המיקום היחסי של החלקיק הקרמי בתוך מטריצת הבטון. שלושה מיקומים של ITZ נבחרים: מעל הצבירה, בצד הצבירה, ומתחת לצבירה. לאחר סדרת טיפולים, הדגימות נסרקות עם גלאי SEM-BSE. התמונות התוצאות עובדו עוד יותר באמצעות שיטת עיבוד תמונה דיגיטלית (DIP) כדי להשיג מאפיינים כמותיים של ITZ. מורפולוגיה של פני השטח מתאפיינת ברמת הפיקסלים המבוססת על התמונה הדיגיטלית. לאחר מכן, K-פירושו שיטת התקבצות משמש כדי להמחיש את ההשפעה של החספוס פני השטח על מערך ITZ.

ההתפלגות הפורמית של אזורי ITZ מעל הצבירה, בצד הצבירה, ומתחת לצבירה מושווים ומוצגות באיור 432. הפורמים של ITZ מעל המשטח העליון נראה קטן יותר מאשר בצד או מעל צבירה, המציין מיקרו מיקרובית צפוף, בעוד ITZ מתחת לצבור הוא תמיד הנקבובי ביותר בשל דימום מיקרו. איור 4<...

Watch this Scientific Journal Video about Determination of Aggregate Surface Morphology at the Interfacial Transition Zone ITZ at JoVE.com

Determination of Aggregate Surface Morphology at the Interfacial Transition Zone ITZ

בזאת, הצעת פרוטוקול להמחשת ההשפעה של מורפולוגיה מפני השטח במיקרו מבנה המיקרוסטרוץ. התמונה SEM-BSE היו מנותח כדי לקבל מעבר הדרגתי של ITZ באמצעות עיבוד תמונה דיגיטלית ואלגוריתם האשכול K-אמצעי היה עוד יותר מועסק כדי ליצור קשר בין הדרגתי ושינוי העומק של פני השטח.

קביעת מורפולוגיה של משטח צבירה באזור המעבר הבינפנים (ITZ)

Here, we present a comprehensive method to illustrate the uneven distribution of the interfacial transition zone (ITZ) around the aggregate and the effect ...

אנו מציגים פרוטוקול כדי לחקור את ההשפעה של מורפולוגיה משטח מצרפי על היווצרות של אזורי מעבר בודדים בחומרים מבוססי מלט. הוא משלב את השיטה הניסיונית עם שיטת עיבוד נתונים כדי להמחיש את ההשפעה של חספוס משטח מצטבר על היווצרות ITZ. התחל על ידי עיצוב הבטון מודל.לשקול 1, 000 גרם של מלט ו 350 גרם של מים עם איזון אלקטרוני, ולנגב את סיר ערבוב חמישה ליטר עם מגבת רטובה כדי להרטיב אותו. מוסיפים את המים והמלט לסיר, מניחים אותו על המיקסר ומרימים אותו למצב ערבוב. מערבבים ב 65 סל"ד במשך 90 שניות ולתת את התערובת לשבת בשקט במשך 30 שניות.לגרד את הדבק של הקיר הפנימי של הסיר. ואז לערבב ב 130 סל"ד במשך 60 שניות נוספות. מוציאים את הסיר מהמיקסר ומכניסים את החלקיק הקרמי לעיסה, ואז מערבבים אותו ביסודיות עם משחת הבטון ביד.חצי למלא את התבנית עם הדבק מלט טרי, מניחים את החלקיק הקרמיקה על גבי הדבק ולמלא את שאר התבנית עם הדבק. לנגב את הדבק מלט עודף עם סכין מגרד לרטוט את התבנית על שולחן רוטט במשך דקה אחת. לאטום את פני השטח עובש עם סרט נצמד כדי למנוע אידוי לחות.לרפא את הדגימה בחדר ריפוי במשך 24 שעות ולאחר מכן להסיר את הדגימה מן התבנית לרפא במשך 28 ימים באותם תנאים סביבתיים. סרוק את הדגימה באמצעות טומוגרפיה ממוחשבת של קרני רנטגן כדי להשיג ערימת פרוסות ובחר בערך פרוסה שבה החלקיק הקרמי נראה הגדול ביותר. התאם את גבול החלקיק הקרמי עם העיגול וקבע את מרכז המעגל כמרכז הגיאומטרי של החלקיק.השתמש במכונת חיתוך כדי לחתוך את הדגימה לשני חלקים דרך המרכז הגיאומטרי של חלקיק הקרמיקה. ואז לטבול את שני החלקים לתוך אלכוהול isopropyl במשך שלושה ימים כדי להסיר מים לא מאוגדים לסיים הידרציה פנימית. הקפד להחליף את פתרון isopropyl כל 24 שעות.יבש את שני החלקים בתנור ייבוש ואקום במשך שבעה ימים בטמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס. כדי לחזק את המיקרו-מבנה, השתמש באצבע כדי למרוח את המשטח הפנימי של שתי תבניות פלסטיק גליליות עם משחה משפילה. מניחים חתיכה של המדגם לתוך כל עובש עם פני השטח להיבדק מול כלפי מטה.ב נייר, לשקול 50 גרם של שרף אפוקסי צמיגות נמוכה, להוסיף חמישה גרם של hardener, ומערבבים ידנית את התערובת במשך שתי דקות. מניחים את התבנית לתוך מכונת ההרכבה הקרה יחד עם הנייר. התחל את הוואקום על המכונה ויוצקים את שרף אפוקסי לתוך התבנית עד שהוא מתמזג עם כל מדגם.שמור את התבנית במכונה במשך 24 שעות כדי להקשות על שרף אפוקסי. למחרת, להסיר את החלק התחתון של כל עובש לסחוט את המדגם. אחסן אותו בתנור ייבוש ואקום.כאשר מוכן, לטחון את המדגם עם נייר קרביד סיליקון ואלכוהול על מכונת ליטוש אוטומטית כמתואר בכתב היד טקסט. לאחר מכן חבר את הפלנלט לטבלת התורים של המכונה וללטש את המדגם עם משחת יהלומים של שלושה, אחד ו 0.25 מיקרומטר במהירות של 150 סל"ד. הסר את הפסולת במנקה קולי עם אלכוהול לאחר כל צעד שחיקה וליטוש.בסיום, יש לאחסן כל דגימה בקופסת פלסטיק עם המשטח כדי להיבדק עם הפנים כלפי מעלה ולשמור את הקופסאות בתנור יבש ואקום. בסביבת ואקום, לרסס שכבה דקה של רדיד זהב על פני השטח כדי להיבדק עם מעיל sputter אוטומטי. מניחים רצועה של סרט דבק בצד המדגם כדי לחבר את משטח הבדיקה ואת פני השטח הנגדיים, ולאחר מכן למקם את המדגם על ספסל הבדיקה עם משטח הבדיקה פונה כלפי מעלה.הזז את הדגימה כדי להתמקד באזור הראשון ולאחר מכן ואקום SEM ולעבור למצב אלקטרון backscattered. הגדר את ההגדלה ל- 1000X והתאם בזהירות את הבהירות והניגודיות. הזיזו את העדשה לכיוון גבול הצבירה למיקום אחר וקמו תמונה אחרת.השג לפחות 15 תמונות לניתוח סטטיסטי. לאחר מכן חזור על תהליך ההדמיה באזורים 2 ו- 3. לאחר ההדמיה, השתמש ב- Image J כדי להעדיף מראש את התמונות עם התאמה מיטבית ושלוש על שלוש פעמים מסנן חציוני כדי להפחית את הרעש ולשפר את הגבול של שלבים שונים.לכוד ידנית את גבול החלקיק הקרמי וגזור חלק זה מהתמונה המקורית. קבע בערך את ערך הסף העליון של שלבי הנקבוביות על-ידי קביעת ערכי סף שונים ופילוח התמונה להשוואה עם הערך המקורי. השג את התפלגות קנה המידה האפור של החלק הנותר בתמונה.בחרו שני חלקים ליניאריים בקירוב של העקומה, ממש מעל ערך הסף העליון שצוין מראש והתאים לשני חלקים אלה בעקומה ליניארית. נקודת ההצטלבות תוגדר בערך הסף העליון המדויק של תמונה זו. השתמש בערך זה כדי לבצע פילוח ולהשוות את התמונה הבינארית לתמונה המקורית בגווני אפור לצורך קביעת ערך סף סופי.לאחר מכן המירו את התמונה בגווני אפור לתמונה בינארית עם לבן המייצג את שלב הנקבוביות והשחור המייצגים שלב מלא. התפלגות הנקבוביות של אזורי ITZ לעיל, בצד של ומתחת למצטבר הושוו. הנקבוביות מעל פני השטח העליונים הייתה קטנה יותר מאשר בצד או מעל הצבירה, בעוד ITZ מתחת למצטבר היה נקבובי ביותר עקב microbleeding.מורפולוגיית פני השטח המצטברת נחקרה על ידי התאמת הגבול שנלכד ידנית, לא סדיר עם הקו הישר וקשת מעגלית. הקו הישר נראה מתאים יותר לגבול שנבחר. פרמטרי החספוס והנקבוביות המוגדרים חושבו ואלגוריתם הקיבוץ באשכולות K-means הוחל על חלקת נקודות פיזור לשתי קבוצות, קבוצה מחוספסת וקבוצה חלקה.ככל שמילוי הנקבוביות פוחת, החספוס על פני השטח עולה. הנקבוביות של ה-ITZ בקבוצה המחוספסת והחלקה הייתה ממוצעת ובהשוואה כמעט לכל מרחק, נקבוביות ה-ITZ סביב המשטחים החלקים הייתה נמוכה משמעותית מהנקבוביות סביב משטחים מחוספסים, מה שמוכיח כי למורפולוגיה של פני השטח אכן יש תפקיד חשוב בהיווצרות ITZ. יש לבחור בתהליך שחיקה וליטוש נכון כדי לקבל משטח חלק מספיק לבחינת BSE.בהתבסס על הניתוח הכמותי מדדי BSE עם מודל תערובת גאוסיאנית, ניתן היה לקבוע גם שברי נפח של שלבים שונים בחומרים מבוססי מלט. BSE היא טכניקה רבת עוצמה בניתוח כמותי של הרכב של חומרים רב פאזיים.

Research

JoVE Journal

Engineering

Determination of Aggregate Surface Morphology at the Interfacial Transition Zone (ITZ)

Experimental Measurement of Settling Velocity of Spherical Particles in Unconfined and Confined Surfactant-based Shear Thinning Viscoelastic Fluids

מדידה ניסיונית של מהירות יישוב של חלקיקים כדוריים בנוזלים ויסקואלסטיים לא מכופתרים ומרותקים על בסיס חומרים פעילי שטח

An experimental study is performed to measure the terminal settling velocities of spherical particles in surfactant based shear thinning viscoelastic ...

Laboratory Drop Towers for the Experimental Simulation of Dust-aggregate Collisions in the Early Solar System

מעבדה בגלילה מגדלים לסימולציה הניסויית של התנגשויות אבק-המצרפי במערכת השמש המוקדמת

For the purpose of investigating the evolution of dust aggregates in the early Solar System, we developed two vacuum drop towers in which fragile dust ...

Taking Advantage of Reduced Droplet-surface Interaction to Optimize Transport of Bioanalytes in Digital Microfluidics

ניצול של אינטראקציה אגל-פני השטח מופחת למטב תחבורה של Bioanalytes במיקרופלואידיקה הדיגיטלי

Digital microfluidics (DMF), a technique for manipulation of droplets, is a promising alternative for the development of &#8220;lab-on-a-chip&#8221; ...

Ambient Method for the Production of an Ionically Gated Carbon Nanotube Common Cathode in Tandem Organic Solar Cells

שיטת אמביינט לייצור ionically המגודר פחמן Nanotube הנפוץ קטודה בתאים סולריים האורגנית טנדם

A method of fabricating organic photovoltaic (OPV) tandems that requires no vacuum processing is presented. These devices are comprised of two ...

How to Ignite an Atmospheric Pressure Microwave Plasma Torch without Any Additional Igniters

כיצד להצית לחץ האטמוספרה מיקרוגל פלזמה לפיד ללא כל igniters נוסף

This movie shows how an atmospheric pressure plasma torch can be ignited by microwave power with no additional igniters. After ignition of the plasma, a ...

Quantification of Hydrogen Concentrations in Surface and Interface Layers and Bulk Materials through Depth Profiling with Nuclear Reaction Analysis

כימות של ריכוזי מימן שכבות חיצוניות ואת ממשק חומרים בתפזורת באמצעות פרופיל עומק עם ניתוח תגובה גרעיני

Nuclear reaction analysis (NRA) via the resonant 1H(15N,&#945;&#947;)12C reaction is a highly effective method of depth profiling that quantitatively and ...

The Measurement of Unsteady Surface Pressure Using a Remote Microphone Probe

המדידה לחץ Surface בלתי עמיד באמצעות בדיקת מיקרופון מרחוק

Microphones are widely applied to measure pressure fluctuations at the walls of solid bodies immersed in turbulent flows. Turbulent motions with various ...

Emission Spectroscopic Boundary Layer Investigation during Ablative Material Testing in Plasmatron

חקירת Layer פליטה ספקטרליים Boundary במהלך פולשני חומר בדיקה ב Plasmatron

Ablative Thermal Protection Systems (TPS) allowed the first humans to safely return to Earth from the moon and are still considered as the only solution ...

Preparation of Liquid-exfoliated Transition Metal Dichalcogenide Nanosheets with Controlled Size and Thickness: A State of the Art Protocol

הכנת Nanosheets Dichalcogenide מתכות מעבר נוזלי-מודבק עם גודל מבוקרת עובי: מדינה לפרוטוקול אמנות

We summarize recent advances in the production of liquid-exfoliated transition metal dichalcogenide (TMD) nanosheets with controlled size and thickness. ...

Orientational Transition in a Liquid Crystal Triggered by the Thermodynamic Growth of Interfacial Wetting Sheets

מעבר אוריינטלי בקריסטל נוזלי המופעל על ידי הצמיחה התרמודינמית של גליונות הרטבה אינטרפסיאליים

In liquid crystal (LC) physical chemistry, molecules near the surface play a great role in controlling bulk orientation. Thus far, mainly to achieve ...