利用功率超声提高水泥基材料中颗粒的分散度及机械性能：一种定量图像分析方法

《Scientific Reports》：Power ultrasound for enhanced particle dispersion and mechanical performance in cement-based materials: a quantitative image analysis approach

　　

摘要

基于水泥的材料的性能在很大程度上取决于颗粒的均匀分散，然而传统方法在效率上往往不尽如人意。本研究探讨了利用功率超声波来改善水泥浆中的颗粒分散情况以及基于水泥的材料的力学性能。采用结合光学显微镜和图像处理的基于图像的定量表征方法，得出了用于评估颗粒分布状态的对比图像衍生指标。在测试的各种名义电功率水平中，750瓦的处理方式产生了最有利的对比图像衍生指标，并在3天、7天和28天时获得了最高的平均抗压强度。观察到颗粒面积与早期抗压强度之间存在正相关的趋势，这表明对比图像衍生指标可能作为在测试条件下早期强度发展的指示器。此外，X射线衍射和扫描电子显微镜（SEM）显示，经过超声处理后，水化产物和微观结构发生了变化。这些发现表明，功率超声波作为一种辅助物理处理方法，具有很大的潜力。