为进行 X-ray CT 扫描取得混凝土内部图像以及对比分析钢纤维的分布，实验室分别制备了定向与乱向钢纤维混凝土试件。实验采用了统一的基准混凝土配合比，水∶ 水泥∶砂∶ 石子 = 0. 4∶ 1∶ 1. 8∶ 2. 2。所用水泥为 P·O 42. 5级普通硅酸盐水泥; 细集料采用天然河沙，细度模数2. 5; 钢纤维为端钩型，长 25 mm，直径 0. 5 mm，长径比 50，抗拉强度 ＞ 1 100 MPa。钢纤维混凝土中骨料的粒径需不大于 20 mm 或 2 /3 的纤维长度，因此骨料选取最大粒径为 20 mm 的石灰石碎石。所有原材料均符合《普通混凝土配合比试验规程》中的要求。
  在基准配合比的基础上，制备了钢纤维体积掺量为 0. 9% 、1. 2% 、1. 5% 的定向与乱向钢纤维混凝土试件，试件尺寸为边长 100mm 的立方体，定向钢纤维混凝土试件的制备按文献［8］的方法进行。定向钢纤维混凝土试件分别标记为 D09、D12 和 D15，乱向钢纤维混凝土试件分别标记为 L09、L12、L15( 其中 09、12、15 分 别 表 示 钢 纤维 的 体 积 掺 量 为0. 9% 、1. 2% 、1. 5% ) 。试 件 标 准 养 护 7d 后，进行X-ray CT 扫描测试并分析。钢纤维混凝土试件的 X-ray CT 扫描仪器为YXLON 生产的高分辨率的 Y． CT Precision S 断层扫描系统，试件从上到下每 0. 14 mm 扫描得到一张图像，每个试件可扫描得到 700 多张图像，完整反映了钢纤维在混凝土内部的分布细节。
  CT 设 备主 要 由 X-ray 源 和 探 测 器 组成，X-ray穿透物体，不同密度的物质对 X-ray 有不同的吸收能力，探测器收集 X-ray 经不同物质吸收后的信息，
将 X-ray 信号转变成电信号后送入计算机系统进行运算得出与该点 X-ray 吸收系数直接关联的 CT 数值( 灰度值) 作为该点的像素点，这些像素点按物质原有顺序排列，即构成 CT 图像。每一张原始扫描图像尺寸约为 100 mm × 100mm，为避免边壁效应对分析结果的影响，保证研究结果的准确性，选取试件中心 80 mm × 80 mm 的区域进行图像分析，将区域外的部分去除( 如图 1) 。

  扫描图像由无数个像素点组成，不同像素点具有相应的 CT 数值，不同材料对应的 CT 数( 灰度) 不同，其中钢纤维的最高( 图 1 中白点) ，粗骨料其次，水泥砂浆再次之，孔隙的灰度最低。通过对图像进行二值化处理，可将钢纤维像素点从钢纤维混凝土试件截面图中提取出来。图像二值化即将所有灰度大于或等于特定 CT 数的像素点判定为属于特定物体，其灰度值用 255 表示，否则这些像素点被排除在物体区域以外，灰度值为 0，表示背景区域。为将钢纤维像素点从截面图像中提取出来，将钢纤维混凝土 CT 图像二值化处理，根据图像处理经验将代表钢纤维像素的灰度值( 150 ～ 255) 设置为 255，其余像素的灰度值( 0 ～ 150) 均设置为 0 作为背景色( 图2) 。

  然后，通过图像处理软件获取二值图像上每一个钢纤维像素点的坐标值，结合截面在混凝土中的位置，确定该点的空间坐标。将二值化处理后且获取钢纤维点坐标的数百张图片依序放置( 图 3) ，根据相邻图片上钢纤维像素的位置，分析重构钢纤维的分布。重构方法如下。

  首先，如图 3 所示，识别每层图像内钢纤维的截面轮廓，因所用钢纤维直径为 0. 5 mm，而相邻图像在试件中的位置相差 0. 14 mm，同一钢纤维轮廓在相邻图像中肯定会部分或全部重叠。从第一张出现钢纤维横截面像素点的图像开始，采用三角面片法将相邻图片上位置有重叠的钢纤维像素点构成的大小、形状一致的截面轮廓线相连，到数张图片后钢纤维截面消失，构成一根完整的钢纤维。
  其次，所用钢纤维为端钩型，端钩前后相邻图像中纤维截面像素点组成的截面轮廓线大小、形状不发生变化，端钩处由于存在弯点使相邻图像中纤维截面轮廓线形状变化较大，但构成端钩的图片数量有限，即数张图片之后相邻图像中纤维截面连线的斜率不再变化。
  另外，当两根纤维出现交叉时，随着交叉点的靠近图像上两根钢纤维的横截面轮廓线会逐渐靠近，在交叉点处两纤维截面轮廓线相切，交叉点之后图像上的两截面又将逐渐远离，直到钢纤维的横截面在图像中消失，整根钢纤维的三维重构过程完成。最后，将全部纤维三维重构完成后可清晰看到钢纤维在三维空间中的分布情况。

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