Systems. Methods. Technologies 2 (38) 2018

Системы Методы Технологии. С.П. Осипов и др. Компьютерная томография … 2018 № 2 (38) с. 146-152 147 developed algorithm on samples has been carried out. The results of a study of the foam concrete samples structure with organomineral additives by the method of computed tomography with parameters estimation of structural fragments are given. According to the results of computed tomography, it is demonstrated that the introduction of a thermo-modified peat additive into a foam concrete mix helps to reduce the pore size and increase the homogeneity of their distribution, reduce thermal conductivity and increase the strength of con- crete for compression. The results of research are recommended to be used in the technologies development and improvement of im- proved quality foam concrete. Keywords: structural and heat-insulating foam concrete; computed tomography; study of the size, distribution, pore volume; homo- geneity of porosity parameters. Введение При разработке новых строительных материалов и контроле их качества при изготовлении, подтвержде- нии соответствия требованиям нормативных докумен- тов в строительстве (сертификации), а также оценке их технического состояния в конструкциях зданий ис- пользуются неразрушающие методы испытаний, кото- рые позволяют определить прочность, морозостой- кость, теплопроводность, усадочные деформации, тре- щины и другие свойства [1−5]. Практически все строи- тельные материалы — это капиллярно-пористые веще- ства, эксплуатационные характеристики которых зави- сят от содержания и вида пор. При оценке качества строительных материалов неразрушающими методами чаще всего используются установленные закономерно- сти между определяемым параметром и пористостью. В одних случаях при формовании изделий технологи- ческими приемами уменьшают пористость (конструк- ционные и морозостойкие бетоны), в других наоборот вводят пенообразующие добавки (пенобетоны). Для решения проблем теплозащиты при устройстве ограж- дающих конструкций зданий эффективно использовать поризованные бетоны (пено- и газобетоны). Пенобетон обладает рядом свойств, существенно отличающих его от тяжелого бетона. Высокие тепло- изоляционные свойства, уменьшенный расход цемента и энергоемкость, невысокая плотность и простота ме- ханической обработки позволяют рекомендовать его для использования в качестве стеновых материалов при устройстве ограждающих конструкций энерго- и ре- сурсосберегающих объектов строительства [6−9]. Управляя пористостью, можно регулировать эксплуа- тационные характеристики стеновых материалов в ши- роких пределах [6, 7, 10, 11]. На теплозащитные харак- теристики и долговечность пенобетонов существенно влияют количество (объем), размер, форма пор, а также однородность указанных показателей, влияющих на привлекательность этого материала в строительстве. Цель работы — изучить особенности формирова- ния структуры пенобетона, модифицированного порис- тыми дисперсными добавками, с использованием ком- пьютерной томографии. Традиционным способом исследования структуры пенобетонов является метод последовательного среза- ния слоев в образце с последующим анализом подго- товленной поверхности визуально-измерительным ме- тодом или с помощью обработки цифровых фотогра- фических изображений специализированными про- граммами [12−14]. Основными недостатками данного способа являются искажение структуры среза испы- туемых образцов и пыление при механическом воз- действии на материал, а также низкая производитель- ность. В качестве альтернативного метода исследова- ния и оценки структуры образцов строительных мате- риалов предлагается применение компьютерной томо- графии [15−20]. В литературе практически не рассмот- рены особенности интерпретации результатов томо- графических исследований структуры пенобетонов. На рис. 1 приведена геометрическая схема форми- рования первичной радиометрической информации (проекций). Объект из пенобетона, находящийся на вращающемся столе, облучается коническим пучком рентгеновского излучения. Излучение регистрируется плоской матрицей радиометрических детекторов [21]. Y Z 2 3 O X 1 4 θ 6 5 Рис. 1 . Схема формирования проекций в трехмерной компь- ютерной томографии [20]: 1 — источник излучения; 2 — радиационная защита; 3 — объект контроля; 4 — предметный стол; 5 — ось вращения предметного стола; 6 — матрица детекторов Для уменьшения эффекта немоноэнергетичности при исследованиях структуры пенобетона использо- вался метод калибровки по ступенчатому или непре- рывному клину [22-24]. Следует отметить, что этот метод эффективен для исследования материалов, структурные фрагменты которых незначительно отли- чаются по эффективному атомному номеру. Конструк- ционно-теплоизоляционные пенобетоны изготавлива- ются из мелкозернистого песка, цементного теста и небольшого количества пенообразователя, поэтому материалы твердой матрицы пенобетона практически не отличаются по эффективному атомному номеру. Для проведения исследований структуры образцов пенобетона использовался комплекс компьютерной томографии «Орел-МТ» (рис. 2), разработанный Том- ским политехническим университетом совместно с лабораторией технических средств неразрушающего контроля (Москва) [25-26]. Основные технические ха- рактеристики томографа «Орел-МТ» приведены в [27]. При проведении экспериментальных исследований структуры пенобетонов методом компьютерной томогра-