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掃描電鏡在建筑行業(yè)的應用

 更新時間:2021-09-13 點擊量:2439

對于大多數(shù)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(fā)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(jié)為一個堅實的整體。就是這樣的混合物,構(gòu)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(fā)現(xiàn),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(jié)構(gòu)

 

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(shù)下才能觀察清楚
應對方法:高分辨的飛納臺式場發(fā)射Phenom Pharos(分辨率優(yōu)于2.2nm)
觀察技巧:10kV
觀察結(jié)果:獲得非常清晰、不同結(jié)構(gòu)的鈣礬石微觀圖像。不同的反應時間,前驅(qū)體的加入量對鈣釩石結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大影響,可以清楚看到條狀、塊狀、顆粒狀的鈣釩石結(jié)構(gòu)。

 

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條狀的鈣礬石結(jié)構(gòu)

 

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塊狀的鈣礬石結(jié)構(gòu)

 

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條狀,顆粒狀的鈣礬石結(jié)構(gòu)

 

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(guān)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(tǒng)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(jié)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(jié)合相關(guān)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(jié)合

 

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水化 12 天的水化產(chǎn)物

 

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水化 20 天的水化產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn),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(jīng)越來越多地應用于此行業(yè)。

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