(扬州大学 江苏 扬州 225127)

一、引言

水泥混凝土是由水泥、砂、石、水、矿物掺合料和化学外加剂组成的建筑材料，是人类主要的建筑材料。近年来，随着经济的高速发展，我国水泥的年产量已居世界首位，2014年年产近34亿吨，占世界总年产量的60%左右。在水泥不断发展的同时，其在煅烧和使用过程中产生的危害不容忽视。科学技术的进步是推动水泥工艺节能减排的主要动力，近年来我国科技在节能减排取得了巨大的成绩。随着水泥混凝土技术的发展，越来越多先进的检测设备和技术被应用于水泥混凝土的研究，例如核磁共振仪、红外光谱仪、扫描电镜、热重分析仪、压汞仪、X-射线衍射仪等，先进的检测技术的应用极大的提升了对水泥混凝土本质的理解，从而推动水泥混凝土行业科学与技术的进步。

二、水泥基材料的基本性质

(一)水泥的主要品种。现代水泥的品种较多，根据矿物组成，可分为5大类：(1)硅酸盐水泥；(2)硫酸盐水泥；(3)碱激发水泥；(4)铝酸盐水泥；(5)镁质水泥。其中硅酸盐水泥占市场应用和研究的主体[1]。

(二)新拌水泥基材料。新拌水泥基材料包括水泥的水化、新拌水泥基材料的流变性能、新拌水泥基材料的收缩。水泥的水化是一个复杂的过程，自水泥接触开始便开始进行，并一直进行。水泥基材料的结构会随着水泥水化反应逐渐演变，有流变状态逐渐变为塑性状态。水泥里的不同组分与水反应生成相应的水化产物，然后水化产物沉淀形成硬化体。随着时间的推移水泥的不断水化，水泥的结构逐渐形成。

(三)硬化水泥基材料。硬化水泥基材料包括微观结构、力学性能、耐久性。硬化混凝土是由固相、液相和气相组成。其中水泥水化产物主要包括：C-S-H凝胶，氢氧化钙，钙矾石。水在水泥石中的存在形式主要有：水蒸气，毛细孔水，吸附水，层间水，化学结合水。水泥中的孔隙主要是：凝胶孔，毛细孔，孔隙。力学性能使之水泥基材料的抗压强度，耐久性是指长期保持良好的服役性能。水泥基材料的力学性能和耐久性有水泥基的微观结构决定。

三、微观测试方法

(一)水泥基材料颗粒尺寸测试方法。水泥基材料颗粒粒径的测试方法主要有颗粒粒径测试方法与比表面积测试法。颗粒粒径测试方法有：(1)筛分法；(2)显微镜图像分析法；(3)沉降法；(4)电感应法；(5)激光粒度分析法。比表面积测试法是BET氮气吸附法。激光粒度法操作方便，结果准确，此方法被广泛应用。BET氮气吸附法是测量颗粒比表面积最准确的方法。

(四)扫描电镜测试方法。扫描电镜是直接观察物质表面形貌的一种测试方法[4]，它通过聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描，激发各种物理信息而成像的。扫描电镜利用电子透镜将一个电子束斑缩小到纳米级尺寸，利用偏转系统是电子束在样品表面上做光栅扫描，用过电子束的扫描激发出次级电子和其他物理信息，经探测器收集后成为信号，调制一个同步的显像管的亮度，显示出图像。扫描电镜是水泥基材料的微观形貌观察、微观成分分析的一种手段。可以通过扫描电镜观察到水泥水化产物生产的情况，水泥基材料表面的孔的情况。扫描电镜在水泥基材料中的应用越来越广泛、普遍。

(五)热分析测试方法。热分析是通过控制热分析仪的升温速率，通过仪器中的精确天平测量试样在不同温度下质量的损失情况，通过不同水化产物的分解温度的不一样从而确定某种水化产物，通过水化产物分解的峰值的高低不同测得不同配比的物质的生成的水化产物的含量不同[5]。

四、结语

随着科技和经济的发展，越来越多的测试仪器设备和测试方法被用于水泥基材料中。水泥基材料的反应机理通过先进的仪器和方法被发现和证明，随着对水泥基材料的微观结构的研究不断深入，越来越多的水泥基材料的性能得到改善。