對于大多數的我們，水泥混凝土等建筑材料，就是一堆砂，石，水泥和水等按照一定比例，在攪拌機里不停攪拌的混合物。就是這些普通的砂石，各自發揮著自己的作用。其中砂、石起到骨架的作用，我們被稱之為骨料，水泥和水形成水泥漿，包裹在骨料表面并填充空隙。在硬化前，水泥漿起到潤滑作用，賦予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥漿硬化后，則將骨料膠結為一個堅實的整體。就是這樣的混合物，構成了城市建筑的粘合劑，讓更多的高樓大廈屹立不倒。

 

 

借助掃描電鏡的觀察，我們才發現，原來這些看起來不起眼的混凝土，也曾綻放過美麗。

 

 

 

 

 

 

觀察建筑材料鈣釩石結構

 

觀察對象：鈣釩石鈣礬石
觀察難點：導電性很差，且需要較高倍數下才能觀察清楚
應對方法：高分辨的飛納臺式場發射Phenom Pharos（分辨率優于2.2nm）
觀察技巧：10kV
觀察結果：獲得非常清晰、不同結構的鈣礬石微觀圖像。不同的反應時間，前驅體的加入量對鈣釩石結構產生很大影響，可以清楚看到條狀、塊狀、顆粒狀的鈣釩石結構。

 

條狀的鈣礬石結構

 

塊狀的鈣礬石結構

 

條狀，顆粒狀的鈣礬石結構

 

分析水泥樣品元素成分

 

觀察對象：水泥
觀察難點：樣品大，導電性差，不希望噴金直接觀察真實形貌。最關鍵的是混凝土樣品多為大塊多孔樣品，放入電鏡中，這些氣孔會放氣，而電鏡的真空系統要想把這些氣孔中的空氣完全抽掉需要花費大量的時間，甚至真空抽不上來導致真空報錯。
應對方法：飛納大倉室臺式電鏡Phenom XL（最大樣品尺寸：100 x 100mm）
觀察技巧：低真空模式
觀察結果：30s 快速抽真空，獲得襯度分明的圖像，能譜圖可以清晰看出 Ca, Na, S, Si, Al, Mg 的元素的分布，結合相關知識可以很快分析出水泥相。

 

 

更多案例

 

觀察鋼纖和混泥土結合

 

水化 12 天的水化產物

 

水化 20 天的水化產物

 

干磨水泥樣品

 

濕磨水泥樣品

 

濕式研磨會造成龜裂條紋增加，鹽類、水合晶體相位消失，白色相外面包裹層被破壞。

 

隨著房地產的興起，建筑材料的研究也成為了熱點。微觀形貌決定了宏觀性能，不論是基礎理論研究，還是實際生產，掃描電子顯微鏡作為直接觀察建筑材料微觀形貌的設備，已經越來越多地應用于此行業。