古建筑石灰灰漿光譜分析技術

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石灰是中國古代最早使用的重要的膠凝材料，廣泛應用于各種古代建筑，包括房屋、墓葬、城墻、堤壩等建造工程中。其作用在于把砂石類的顆粒材料或磚石類塊狀材料粘結成為整體。為了克服石灰本身的收縮性導致的硬化過程中的開裂以及早期強度較低的弱點，古人還在石灰灰漿中添加糯米漿、動物血液、植物汁液、紅糖、桐油、紙筋、秸草等有機材料。此外，中國古代至少在西漢時期就開始使用石灰、粘土和砂石組成現在稱為“三合土”的混合石灰材料以構筑墓葬、城墻和水利工程等建筑墻體。

在古建筑遺址的保護工作中，面臨大量的修復任務，本著“修舊如舊”的原則，必須對古建筑修建所采用的原材料和施工工藝進行分析研究，從而為修復工作提供科學可靠的依據。本文綜述了在對中國古代建筑石灰灰漿的分析中所采用的光譜分析技術，包括拉曼光譜、紅外光譜、X射線衍射和X射線熒光光譜，以及掃描電子顯微鏡、熱重分析等其它一些分析技術，討論了各種分析技術的用途、優勢和劣勢。

拉曼和紅外光譜被用來分析燒制石灰的礦物原料的成分以及石灰灰漿歷經時間碳化后的產物，主要包括碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鈣、氫氧化鎂、石英、長石等。X射線衍射用于對樣品中前述結晶態物質進行識別。X射線熒光光譜和掃描電鏡—能譜適用于對樣品進行元素分析，從而定量給出組成元素及其相對含量，掃描電鏡圖像可以給出樣品的形貌和微結構。在室溫到1000℃之間的熱重分析，可以根據樣品重量的變化得出關于樣品組分的信息。在分析石灰灰漿樣品中有機物添加劑成分時，紅外光譜、碘-淀粉實驗、熱重分析起到了重要作用。

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作者：劉照軍1 王文佳1 朱恪2 楊蕊3 單位：1洛陽師范學院物理與電子信息學院 2中國科學院物理研究所 3洛陽古代藝術博物館