現(xiàn)代建筑所使用的材料都是為滿足苛刻要求而經(jīng)過特殊優(yōu)化的。各種外加劑**用于混凝土，可縮短施工時間，并有助于建筑、橋梁、隧道、路面等獲得更好的機械耐久性。這種外加劑通常為有機物質(zhì)，它們被添加到基本的水泥和骨料中，為的是提高*終建筑材料的某些性能。譬如，聚羧酸酯醚（PCE）用作高效減水劑，可增強混凝土懸浮的分散性能。另一類物質(zhì)是硅氧烷，在混凝土中使用，可增強防水性并抑制風化。在某些類型的混凝土如瀝青混凝土和聚合物混凝土中，粘固材料是完全聚合的。

對建筑材料進行化學分析
為控制基本無機建筑材料的質(zhì)量，如波特蘭水泥、石膏和石灰石等，可利用X射線熒光（XRF）法，這是一種成熟而強大的分析法。XRF可確定此類氧化物、硫酸鹽和碳酸鹽**的元素組成。由于建筑材料的化學和物理性質(zhì)主要通過其相組成進行定義，XRF法日益由X射線衍射（XRD）予以很好的補充。不過，XRF/XRD法不適于分析有機外加劑和水泥。為驗證任何有機原料的正確的化學特性并控制復雜制劑的化學成分，傅立葉變換紅外光譜法（FT-IR）是一個理想選擇。傅立葉變換紅外法是一種成熟的分析法，**應用于各行業(yè)，致力于解決質(zhì)量控制領域的不同問題。樣品的紅外光譜反映其化學成分——就像化學指紋一樣。有機成分和大多數(shù)無機成分均可以產(chǎn)生樣品光譜。因此，紅外法非常適于識別純物質(zhì)和復雜材料。此外，還能實現(xiàn)對所分析材料各組分的量化。

相應地，可利用傅立葉變換紅外法檢驗用于建筑材料的進廠原料，進行識別并檢驗質(zhì)量。此外，還可以控制*終制劑的定性和定量的質(zhì)量參數(shù)。紅外光譜法也是產(chǎn)品開發(fā)和故障分析領域一種很有價值的分析工具，因為通過紅外光譜法可識別未知材料。借助于光譜數(shù)據(jù)庫，可從紅外光譜確定有缺陷的材料或競爭產(chǎn)品的成分。儀器和方法
布魯克推出的ALPHA II傅立葉變換紅外光譜儀是用于入庫檢驗、質(zhì)量控制和產(chǎn)品開發(fā)的理想選擇。測量通過衰減全反射(ATR)法完成，衰減全反射（ATR)使用方式非常舒適和快捷。任何物質(zhì)的光譜都能在幾秒鐘內(nèi)測出，無需制備任何樣品、試劑或耗材。

為記錄紅外光譜，樣品必須要接觸測量元件ATR晶體。作為ATR晶體，使用外形尺寸1.5mmx1.5mm的純金剛石，它內(nèi)嵌于WC硬質(zhì)合金內(nèi)。這些材料的機械和化學強度保證**兼容各種樣品。由于測量元件的外形尺寸很小，所以，所需的樣品量很少。一種物質(zhì)的光譜在幾秒鐘內(nèi)測得，譬如，可以用來控制進廠原料的質(zhì)量，或分析競爭產(chǎn)品的組成。

驗證進廠原料及制劑

為保證建筑材料的質(zhì)量，必須防止使用錯誤的或在質(zhì)量上有缺陷的原料。通過利用紅外法執(zhí)行入庫控制，譬如，可避免由于包裝標記錯誤而導致材料混亂。此外，識別出質(zhì)量上的不必要波動和制劑的組成。為識別原料，將其紅外光譜與一個或多個參考樣品的光譜進行比較；譬如，被證明達到質(zhì)量要求的其他批次的相同材料。在測量后直接通過使用的分析軟件自動進行這樣的光譜比較。圖3中的示例顯示對甲基纖維素醚的質(zhì)量控制。這種類別的物質(zhì)在水泥基建筑材料中使用，如增稠劑、粘合劑、成膜劑和保水劑。

進廠原料羥丙基甲基纖維素（HPMC）的正確鑒定和組成，通過比較其光譜（藍色）與參考批次的以前被測的光譜（紅色）進行驗證。相關值99.9%表明樣品光譜與參考光譜吻合得非常好。因為參考光譜與樣品光譜的相關性高于預定義閾值99%，樣品被評為“OK”（合格）。

對瀝青/石灰石制劑中熱塑性聚烯烴(TPO)的定量分析

建筑施工使用熱塑性聚烯烴(TPO)樹脂用于瀝青改性。在所示的示例中，TPO在瀝青與石灰石制劑中的含量通過紅外測量進行量化。對每個樣品進行兩次測量，以驗證分析結果的可重復性。測量確定的瀝青/石灰石/TPO混合物的光譜和所用TPO的參考光譜。通過積分TPO的所選光譜帶下方的特定區(qū)域，生成校準曲線。使用該校準曲線，紅外法能在不到一分鐘內(nèi)確定未知樣品中所添加TOP的量。

外加劑制劑的逆向工程

對競爭對手產(chǎn)品的分析，能刺激開發(fā)自己的產(chǎn)品，并有助于確定**侵權。為驗明未知的材料，可利用參考庫中的光譜搜索功能。分析軟件也含有混合物分析功能，可確認復雜混合物中的各個組分。

我們的示例顯示對其組成未知的液劑的分析，它用于引發(fā)人造大理石和混凝土用聚酯樹脂的聚合過程。將一滴液體置于ATR單元的金剛石晶體上并對其進行測量。然后，通過運用混合算法在光譜庫中搜索光譜。混合物分析的結果：從已確定單組分光譜計算得出的復合光譜（顯示為黑色）與被測的目標光譜（紅色）非常吻合。兩種已確定的組分為二叔丁基過氧化物（藍色），占樣品光譜的大約81%及過苯甲酸叔丁酯（粉色），占剩余的19%。

結論
在現(xiàn)代建筑材料的QC/QA中，傅立葉變換紅外光譜儀能非常好地補足既有的XRF和XRD方法。紅外技術支持驗證有機和聚合物混合物的化學特性，確保實現(xiàn)入庫的質(zhì)量控制。此外，還可檢查正確的組成，甚至對制劑和*終產(chǎn)品中的各組分進行量化。Bruker ALPHA II傅立葉變換紅外光譜儀是一款結構緊湊、非常易于使用的系統(tǒng)，用于對各種液體和固體材料進行常規(guī)分析。它具有軟件引導的工作流程和直觀的硬件設計，即使未經(jīng)培訓的用戶也能在經(jīng)過幾分鐘的介紹后使用該系統(tǒng)。借助于參考光譜數(shù)據(jù)庫，也可運用ALPHAII來確定未知材料。這一特性使該系統(tǒng)在產(chǎn)品開發(fā)和故障排除方面成為一個很有價值的工具，譬如，用于逆向工程和故障分析。