论文总字数：17141字

摘 要

计算机CT扫描技术早期被应用于医学领域，后不断被引入工业领域研究当中。在当前，计算机CT扫描技术在国际上被公认为最为实用、高效的无损检测手段之一。自21世纪之后, 该项检测技术被初步应用于混凝土细观结构裂缝研究、界面分析、损伤机理等方面。在深入分析研究国内外将工业CT扫描检测技术应用在混凝土微结构研究情况的基础之上, 归纳总结了此项技术在混凝土结构无损检测中的初步研究成果及未来发展趋势。可为扩大计算机CT扫描技术在混凝土材料属性机理研究中的应用提供足够的参考依据，有助于预估此项技术在未来的应用趋势。

关键词：CT扫描技术；混凝土细观结构；裂纹；应用趋势

Computer CT scanning technology application trends in concrete

Abstract

In the early ,computer CT scanning technology has been used in the medical field, after constantly being introduced into the industry investigation.At present, computer CT scanning technology is internationally recognized as one of the most practical means of non-destructive testing, and efficient.Since the 21st century, the initial detection technology has been applied to study the structure of microscopic cracks, interface analysis, damage mechanism of concrete and so on.In-depth analysis of domestic and industrial CT scanning detection technology on the basis of concrete case studies on the micro-concrete structure, summarized this technology works in non-destructive testing of concrete structures, applications, technical features, the preliminary findings and future trends.It can provide for increased CT scanning technology to provide sufficient reference in Attributes mechanism of concrete materials research to help forecast future applications of this technology trend.

Keywords: CT scanning technology; Micro-concrete structure;  crack; Application trends

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 引 言 1

第二章 混凝土CT的发展历程 3

第三章 混凝土CT研究方法及现状 5

3.1混凝土CT扫描技术的工作原理和特点 5

3.2混凝土CT扫描技术的图像分析方法 6

3.3混凝土CT研究的现状 10

3.4应用现状综合评价 12

第四章 混凝土CT检测研究难点 14

4.1混凝土病害检测难点 14

4.2混凝土CT存在的问题 14

第五章 未来的展望 16

5.1混凝土CT未来的发展方向 16

5.2混凝土CT技术的优越性 16

5.3结 论 16

致 谢 18

参考文献 19

第一章 引 言

CT技术，是计算机断层扫描技术的简称。计算机CT技术最早是被用于医学上，用于人体的检查，给人类医学的进步带来巨大的贡献。在我国，这项技术早已被引进并且大量适用于医学领域，但是在工业领域的应用并不成熟。上世纪90年代后，随着计算机技术和材料学的不断进步，工业CT技术得到了快速的发展。可是，CT技术应用于混凝土的历史在国外也只有30年的历史，然而在我国的发展更是只有十几年。但是，CT技术在混凝土的应用已经成了当下的热点课题，越来越多的难题正在被发现和解决。

混凝土材料在我们的生产生活中很常见的工业材料，所以它的病害也很常见，针对混凝土病害的研究也一直从未停止过。常见的混凝土病害按材料分为沥青混凝土病害，普通混凝土病害。而沥青混凝土的病害更加复杂主要有裂缝、水破坏、车辙、松散、泛油、疲劳破环等。而一般水泥混凝土的病害最主要的是裂缝，最常见也最复杂。然而，要检测分析这些裂缝就要破环原来的混凝土结构物，这就会影响甚至破坏结构物的使用性能。很多大型结构物都会出现裂缝，但它们还在服役期，所以无损检测这时候就变得非常必要。

（a）车辙 （b）泛油 （c）裂纹

（d）开裂 （e） 裂缝

图1.1 混凝土的常见病害

计算机CT扫描技术的分类方法很多，其中按其成像原理分为：X-CT（X射线CT）、Y-CT(Y射线CT）、超声波CT等。它的主要工作原理是，利用上述的精准射线对被测物的某一断层从多个方向进行扫描，再利用精准的设备采集扫描衰减后射线的信息，将信息通过放大和转换等处理，再利用计算机计算出射线的吸收系数并且直接关联CT数，从而将断层的CT图像以二维、三围等多种形式呈现出来。所形成的图像就是被测物中被扫描的那一断层的图像。当前，在工业领域最常使用的是X-CT检测技术，因为X-ray的穿透力最强，所以扫描的精度也就最高，更满足工业应用的要求。

所以越来越多的研究者投入到这项技术的研究当中。本文从讨论当前混凝土扫描技术的发展历程开始，介绍主要的研究方法，还有分析这项技术在以后会有怎样的发展前景。将它于传统的检测方法比较，这项技术又有何种优缺点表露出来。继续研究此项技术需要做出怎样的努力和改善，才能让这项技术更加的实用，应用范围更加的广泛。

第二章 混凝土CT的发展历程

计算机CT技术利用高精探测设备，从多个角度进行投影，从全方位进行扫描，再通过精密的接收设备以及复杂的成像算法，将被扫描层的信息以图像形式清晰的呈现出来。CT扫描技术是一种先进的无损伤检测技术，它可以在保证被检测物不被破坏的情况下，清晰的获取被测物的内部信息。虽然，早期这项技术运用于医学领域，但是由于射线的辐射原因，不能使用穿透力强、精度搞的射线。混凝土结构则可以使用精度更高的CT设备，能量更高的射线源，使得检测信息更加的准确无误。总结出CT扫描技术的特点主要有：（1）精准度高，数据采集多样化（2）可使用的范围更广（3）可实现被测物内部结构三维形式的重建。

因为这项技术有如此大的优越性，西方国家在上世纪80年代就开始了混凝土CT研究技术的定量研究。最初，科学家使用的是医学CT仪器对混凝土的小试件进行扫描，首次获得了混凝土断面图像，从中可清晰观察到骨料、裂纹、砂浆的影像。但是由于当时的技术原因，图像的分辨率和成像的速度都和CT设备要求的技术指标不匹配。

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