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申请/专利权人：东南大学

摘要：本发明涉及高原复杂环境下混凝土界面过渡区性能表征方法，属于微纳尺度材料性能测试表征方法。将被测材料按照指定矩形位置进行纳米划痕测试，以获取浆体和界面过渡区的微观力学参数，并对该区域标记。然后对纳米划痕区域进行BSE测试，该方法引入了BSE图像多物相灰度识别算法，并运用边界定向拓展算法，用于识别界面过渡区的材料微观结构参数，并与相同位置的纳米划痕测试所得微观力学性能参数进行联动互补和对比，从而得到界面过渡区与临近浆体的微观力学性能与结构参数的定量关系。该方法可用于研究混凝土界面过渡区的固有性质参数与损伤演化规律，为高原复杂环境因素作用下混凝土长期服役性能评估奠定基础。

主权项：1.一种混凝土界面过渡区性能表征方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将被测混凝土材料按照包含浆体、界面以及骨料的指定划痕区域进行纳米划痕测试，以获取浆体和界面过渡区的微观力学参数，根据微观力学参数计算划痕路径上不同物相的断裂韧性参数，并对指定划痕区域内不同相进行标记；步骤2：采用背散射模式扫描电子显微镜观察标记好的指定纳米划痕区域，获得具有明显灰度差异的物相分布图；调整图像分辨率，保存若干BSE图像；步骤3：在编程软件中读取BSE图像，并执行以下操作：根据图像分辨率和像素尺度定义距离与长度之间换算的函数，用于后续获得指定距离范围内的化学组成与微观结构信息；显示BSE图像，确定骨料区域；对骨料的附近区域进行环形几何区域的创建，以步骤1确定的骨料的边缘为初始边界线，逐步沿着法向向外扩展边界区域；扩展生成的每两条边界线之间的区域为待分析的区域；从距离骨料最近的环形区域开始，逐渐沿着法相向外递进，对待分析的环形区域进行物相分析和微结构分析，具体包括：根据图像的灰度值进行阈值分割；根据灰度识别的区域，计算每个统计区间内相应物相与区间面积之间的比值，依次沿法线向外类推，即得到骨料临近区域的物相分布，微结构信息以及界面宽度；将统计信息导出，并绘制对应的结果图；步骤4：基于步骤1纳米划痕测试所获得的数据，绘制水平位移-划痕深度曲线，对该曲线求一阶导数，根据一阶导数曲线的峰值所在的峰宽长度初步确定为界面过渡区的宽度，根据断裂韧性计算结果获得界面过渡区一定范围内的不同物相组成情况；基于步骤3图像识别结果获得界面过渡区附近的孔隙结构、界面宽度；对比图像识别与纳米划痕获得的界面宽度结果，获得界面的宽度范围；结合图像识别与纳米划痕关于微纳观物相和结构的结果，获得界面过渡区附近孔隙结构、物相组成信息；对比界面一定范围内的力学参数和孔隙占比、水化产物占比的关系，绘制孔隙-力学参数图像、水化产物-力学参数图像，并对图像进行拟合，建立物相组成-孔隙结构-力学性能相关性联系，用于混凝土界面性能与损伤度表征。

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百度查询： 东南大学 一种混凝土界面过渡区性能表征方法