古建筑石灰灰浆光谱分析技术

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石灰是中国古代最早使用的重要的胶凝材料，广泛应用于各种古代建筑，包括房屋、墓葬、城墙、堤坝等建造工程中。其作用在于把砂石类的颗粒材料或砖石类块状材料粘结成为整体。为了克服石灰本身的收缩性导致的硬化过程中的开裂以及早期强度较低的弱点，古人还在石灰灰浆中添加糯米浆、动物血液、植物汁液、红糖、桐油、纸筋、秸草等有机材料。此外，中国古代至少在西汉时期就开始使用石灰、粘土和砂石组成现在称为“三合土”的混合石灰材料以构筑墓葬、城墙和水利工程等建筑墙体。

在古建筑遗址的保护工作中，面临大量的修复任务，本着“修旧如旧”的原则，必须对古建筑修建所采用的原材料和施工工艺进行分析研究，从而为修复工作提供科学可靠的依据。本文综述了在对中国古代建筑石灰灰浆的分析中所采用的光谱分析技术，包括拉曼光谱、红外光谱、X射线衍射和X射线荧光光谱，以及扫描电子显微镜、热重分析等其它一些分析技术，讨论了各种分析技术的用途、优势和劣势。

拉曼和红外光谱被用来分析烧制石灰的矿物原料的成分以及石灰灰浆历经时间碳化后的产物，主要包括碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙、氢氧化镁、石英、长石等。X射线衍射用于对样品中前述结晶态物质进行识别。X射线荧光光谱和扫描电镜—能谱适用于对样品进行元素分析，从而定量给出组成元素及其相对含量，扫描电镜图像可以给出样品的形貌和微结构。在室温到1000℃之间的热重分析，可以根据样品重量的变化得出关于样品组分的信息。在分析石灰灰浆样品中有机物添加剂成分时，红外光谱、碘-淀粉实验、热重分析起到了重要作用。

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作者：刘照军1 王文佳1 朱恪2 杨蕊3 单位：1洛阳师范学院物理与电子信息学院 2中国科学院物理研究所 3洛阳古代艺术博物馆