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        掃描電鏡在建筑行業的應用

         更新時間:2021-09-13 點擊量:2923

        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。

         

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        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。

         

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        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。

         

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        條狀的鈣礬石結構

         

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        塊狀的鈣礬石結構

         

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        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*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。

         

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        更多案例

         

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        觀察鋼纖和混泥土結合

         

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        水化 12 天的水化產物

         

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        水化 20 天的水化產物

         

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        干磨水泥樣品

         

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        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。

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