Systems. Methods. Technologies 2 (38) 2018

Systems Methods Technologies. S.P. Osipov et al. Computer tomography …2018 № 2 (38) p. 146-152 146 УДК 620.179.15 DOI: 10.18324/2077-5415-2018-2-146-152 Компьютерная томография пенобетона С.П. Осипов 1 a , И.А. Прищепа 2 b , А.И. Кудяков 2 c , А.В. Батранин 1 d , О.С. Осипов 3 e 1 Томский политехнический университет, пр. Ленина 30, Томск, Россия 2 Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная 2, Томск, Россия 3 Компания Сольвейг Мультимедиа, пр. Развития 3, Томск, Россия a osip1809@rambler.ru , b ingaprishepa@mail.ru, c kudyakow@tsuab.ru , d batranin@tpu.ru , e ososipov@rambler.ru a https://orcid.org/0000-0002-2297-184X, b https://orcid.org/0000-0002-0394-7481 , c https://orcid.org/0000-0002-8927-6833 , d http://orcid.org/0000-0001-9678-2905, e https://orcid.org/0000-0002-1910-2977 Статья поступила 9.04.2018, принята 22.04.2018 В статье приведены результаты исследования структуры конструкционно-теплоизоляционного пенобетона с использо- ванием компьютерной томографии при разработке инновационных процессов повышения качества цементных пенобетонов путем введения на стадии приготовления смесей органоминеральных пористых дисперсных добавок. Приведена геометриче- ская схема формирования первичной радиометрической информации (проекций), в соответствии с которой кубический стан- дартный пенобетонный образец на вращающемся столе облучается коническим пучком рентгеновского излучения. Излучение регистрируется плоской матрицей радиометрических детекторов. Для проведения исследований пенобетонов использовался комплекс компьютерной томографии «Орел МТ», а в качестве органоминеральных дисперсных пористых добавок — термо- модифицированный торф и зола унос от сжигания каменных углей. Средняя плотность пенобетонов составляет 633–657 кг/м 3 . Показана возможность оценки размеров и пространственного распределения пор пенобетона в образцах, используя компьютерную томографию на основе калибровки исходных проекций по методу непрерывного клина. На реконструирован- ных сечениях испытуемых образцов отчетливо интерпретируются отдельные крупные поры и поры средних размеров, мелко- пористые фрагменты, трещины и цепочки пор, которые могут превратиться в трещины. Установлено, что в пенобетоне с термомодифицированной торфяной добавкой поры имеют преимущественно размеры 0,5 мм, т. е. в два раза меньше, чем в контрольных образцах и с добавкой золы уноса. Разработан алгоритм оценки степени однородности распределения пор в конструкционно-теплоизоляционном пенобетоне по локальным объемам, проведена апробация разработанного алгоритма на образцах конструкционно-теплоизоляционного пенобетона. Приведены результаты исследования структуры образцов пено- бетона с органоминеральными добавками методом компьютерной томографии с оценкой параметров структурных фраг- ментов. По результатам компьютерной томографии установлено, что введение термомодифицированной торфяной добав- ки в пенобетонную смесь способствует уменьшению размера пор и повышению однородности их распределения, уменьшению теплопроводности и повышению прочности бетона на сжатие. Результаты исследований рекомендуется использовать при разработке или совершенствовании технологии пенобетона улучшенного качества. Ключевые слова: конструкционно-теплоизоляционный пенобетон; компьютерная томография; исследование размера и распределения объема пор; однородность параметров пористости. Computer tomography of foam concrete S.P. Osipov 1 a , I.A. Prishchepa 2 b , A.I. Kudyakov 2 c , A.V. Batranin 2 d , O.S. Osipov 3 e 1 Tomsk Polytechnic University; 30, Lenin Ave., Tomsk, Russia 2 Tomsk State University of Architecture and Building; 2, Solyanaya Sq., Tomsk, Russia 3 Solveig Multimedia Company; 3, Razvitiya Per., Tomsk, Russia a osip1809@rambler.ru , b ingaprishepa@mail.ru , c kudyakow@tsuab.ru , d batranin@tpu.ru , e ososipov@rambler.ru a https://orcid.org/0000-0002-2297-184X, b https://orcid.org/0000-0002-0394-7481 , c https://orcid.org/0000-0002-8927-6833 , d http://orcid.org/0000-0001-9678-2905, e https://orcid.org/0000-0002-1910-2977 Received 9.04.2018, accepted 22.04.2018 The research results of the structural and heat-insulation foam concrete organization are represented in the article. Studies were conducted using computer tomography when developing innovative processes for improving the quality of cement foam concrete by introducing mixtures of organomineral porous dispersed additives at the stage of preparation. A geometric diagram of the formation of primary radiometric information (projections) is given, in accordance with which a cubic standard foam-concrete sample on a rotating table is irradiated with a conical X-ray beam. The radiation is detected by a plane matrix of radiometric detectors. To conduct studies of foam concrete, the complex of computer tomography "Orel MT" was used, and thermo-modified peat and ashes from the combustion of coal were used as organomineral dispersed porous additives. The average density of foam concrete is 633-657 kg / m3. The possibility of estimating the size and spatial distribution of the pores of foam concrete in the samples is shown using computer tomography based on the calibration of initial projections using the continuous wedge method. The reconstructed sections of the test samples clearly in- terpret individual large and medium size pores; fine-pored fragments; cracks and chains of pores that can turn into cracks. It is estab- lished that in the foam concrete with a thermo-modified peat additive, the pores preferably have a size of 0.5 mm, i.e. 2 times less than in the control samples and with the addition of fly ash. An algorithm for estimating the degree of homogeneity of the distribution of pores in the structural and heat-insulating foam concrete according to local volumes has been developed and the approbation of the