现代测试技术在水泥混泥土材料研究中的应用.doc

现代测试技术在水泥混泥土材料研究中的应用 前言 二、现代测试技术概述 1.测试的概念 2.测试技术的进展 3. 测试方法的分类 (1) 宏观领域测试方法 (2)微观领域测试方法 4. 常用现代测试技术的原理与特点 (1) 本体和宏观测试用测试技术 (2) 表面和微观测试用测试技术 三、在水泥混凝土材料研究中的应用 1. 水泥混凝土材料不同层次的组成与结构 2. 研究课题和研究内容 3. 应用实例 (1) 水泥熟料微结构的研究 (2) 水泥早期水化过程的研究 (3) 外加剂作用机理的研究 (4) C-S-H凝胶相的结构 (5) 混凝土过渡带的研究 (6) 硬化混凝土孔结构的测定 (7) 再生混凝土微观结构特性的研究 四、结束语 水泥混凝土材料和其它材料一样，具有某特定 性能，这是由其组成和结构决定的。采用适当 的测试手段对其性能作出评价，对其组成、结 构进行测定解析，从宏观微观不同层次把握性 能与组成、结构之间的关系，已经成为开展材 料设计，开发高性能水泥混凝土材料的重要课 题。 测试的概念 :所谓测试，是采用各种物理的或化学的方法探测和识别材料的组成、结构等信息。这里的 “组成”不单指材料的平均化学组成，还包括表面、界面、矿物以及单矿物的化学组成。这 里的“结构”也不是单指晶体结构而是广义的结构,从宏观的直至微观的。例如，电子结 构、能带结构、配位结构、原子排列、缺陷、 固溶体结构、嵌镶结构、晶体、微孔大孔、组织结构、双晶结构、表面结构、晶体外形、大小、物体的外形等。 2. 分析测试技术的发展经历了三个发展阶段。一：分析化学学科的建立；主要以化学分析为主的阶段。 二:分析仪器开始快速发展的阶段。 三：分析测试技术在快速、高灵敏、实时连续、智能、信息化等方面迅速发展的阶段。 在第二阶段：(1) Bloch F 和Purcell E M；建立了核磁共振测定方法；诺贝尔化学奖1952年；(2) Martin A J P 和Synge R L M；建立了气相色谱分析法，诺贝尔化学奖1952年；(3) Heyrovsky J，建立极谱分析法，诺贝尔化学奖1959 年。(4) 2002年诺贝尔化学奖表彰一是约翰·芬恩与田中耕一 “发明了对生物大分子进行确认和结构分析的方法” 和“发明了对生物大分子的质谱分析法”，二是库尔 特·维特里希“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生 物大分子三维结构的方法”。 测从测试对象看：以物质整体、宏观作为对象；对物质进行立体(平均微区表面)的多层次的(宏观亚微 观宏观)测试。测试技术本身有一个不断发展的过程。以前传统的测 试技术往往是以材料的整体作对象，从宏观的角度观察问题，影响到对许多现象的深入认识。近三十多年 来，由于近代物理学、电子技术、计算机技术和图象 处理技术的发展，测试技术也得到了巨大的进步，能够探测和识别的信息由宏观深入到微观，甚至分子原子的层次上，从而能得到许多以前得不到的重要信息，使人们对水泥混凝土材料各个形成过程中的许多现象 的认识不断完善和深化，促进了水泥混凝土材料科学的发展。 按其空间分辨率的大小，可分宏观测试用方法和 微观测试用方法。按测试内容可分元素分析、物 质鉴定、形态观测、状态分析和结构解析等。 宏观测试用方法 微观测试用方法 组成 结构 组成 结构 元 素 分 析 物 质 鉴 定 表 面 结 构 结 合 状 态 本 体 结 构 元 素 分 析 物 质 鉴 定 表 面 结 构 结 合 状 态 物 质 结 构 3. 测试方法的分类 宏 观 领 域 组 成 元素 分析 主要成分：化学分析法（容量法、重量法）、吸收光度 法、比浊法、电分析法（电解法）、等离子体发射光谱 法、X射线荧光分析法 微量成分：、吸收光度法、原子吸收法、火焰光度法、 液体萤光法、发射光谱法、等离子体发射光谱法、固体质谱法、放射分析法、电分析法（极谱法、伏安法）、 X射线荧光分析法 物质鉴定粉末X射线衍射法、热分析法（DTA、TG、DSC、EGA、 MTA）、红外光谱法、拉曼光谱法、色谱（气相色谱、 液体色谱、超临界流体色谱） 结 构 表面 结构 肉眼观察、光学显微镜 结合 状态 X射线光电子能谱法、X射线荧光光谱法、X射线吸收法、 核磁共振法、电子自旋共振法、穆斯堡尔分析法 本体 结构 单结晶X射线衍射法、电子衍射法、中子衍射法、X射线 CT法、汞压入测孔法 (1) 宏观领域测试方法 微 观 领 域 组 成 元素 分析 二维：分析电子显微镜、X射线微区分析、激光微区分 析、低速电子散射法 三维：二次离子质谱法、俄歇电子能谱法 物质 鉴定 微观付里叶转换红外光谱法 结 构 表面 结构 质子显微镜法、电场离子显微镜法、透射电子显微镜法、扫描电子显微镜法