混凝土在生活中有着广泛的应用，如房屋建材、道路桥梁、造船业、机械工业、地热工程、水利水电、3D打印等领域。从19世纪中期，混凝土的强度、抗酸碱度、均匀性、耐久性等性能一直受到人们的关注，而德国Bruker 微区X射线荧光光谱仪M4 Tornado不仅可以针对混凝土样品的不均匀性、大尺寸特点进行表征，其次， M4 Tornado对混凝土中不同位置可以进行面扫描元素分析、定性及半定量、定量分析，为使用者提供详细直观的的相关信息。M4 Tornado在混凝土老化、杂质掺杂、抗酸碱腐蚀性、凝胶相的相态分布、不同位置元素的半定量分析等领域得到广泛应用。

1.混凝土老化的研究

       混凝土随着年限的延长而渐去老化，其老化现状主要表现微基础变异、体积改变、溶蚀加重、碳化累进、裂缝增生扩展等现象。采用微区X射线荧光光谱仪M4 Tornado对混凝土进行面扫描分析，对Na、K、Si元素进行定性和半定量分布，分析测试当混凝土中含有活性的SiO2时，它可以与水泥中的Na、K产生反应，生成碱硅凝胶，这种凝胶体能吸水膨胀，使混凝土出现拱起或者崩裂现象；M4 Tornado对混凝土表层Ca元素进行定性和半定量分析，Ca元素含量增加，说明混凝土中Ca被溶解析出，表明混凝土已经受溶蚀破坏。

2.杂质参杂

       建筑及桥梁施工过程中，在混凝土添加粉煤灰、河砂等外加剂来提高混凝土的流动性、耐久性及抗压强度，在此过程中伴随着外加剂Si、Ca、Cr等外来元素对混凝土性能的影响，微区X射线荧光光谱仪M4 Tornado对混凝土进行面扫描可以分析， 可以观察外加剂的引入是否可以提高混凝土的性能。

3. 抗酸碱腐蚀性

       混凝土在桥梁、轮船、石油开采地桩等常年受到海水中Cl离子的侵蚀，在房屋建筑和道路混凝土应用中也受到酸雨的侵蚀，一旦收到海水和酸雨的侵蚀，会造成混凝土与钢筋的空隙增加，混凝土中孔隙率增加，混凝土强度降低，危险系数提高。故混凝土表面的防腐蚀涂层对于加强混凝土道路桥梁及建筑的抗腐蚀性能具有重要的作用。通过模拟海水和酸雨对混凝土的侵蚀，Bruker微区X射线荧光光谱仪M4 Tornado对混凝土中的Cl和S元素进行面扫描分析和线性扫描分析，扫描结果得知，此样品的混凝土中右上角受到海水中的Cl和酸雨中的S侵蚀更严重。

4.凝胶材料的相态分布

       在混凝土的原材料中，对混凝土重要的结构材料就是砂石，称为骨料，在混凝土中加入砂石起到骨架的作用。而混凝土中水泥和砂石含有大量的SiO2，而Si元素的相态结构影响混凝土的耐久性、抗压强度等参数，Bruker微区X射线荧光光谱仪M4 Tornado对混凝土中Si元素进行相态分析，可初步判断混凝土中Si属于单晶还是多晶硅，以及相态的种类和尺寸大小。

5.不同位置元素的半定量分析

       目前，混凝土耐久性越来越受到关注，因为大量私人和公共预算用于修复和恢复过早恶化的基础设施。钢筋混凝土发生这种劣化的主要原因之一是氯离子引起的腐蚀，一旦界面处达到浓度，氯离子就会渗透混凝土保护层并降解钢筋。Bruker微区X射线荧光光谱仪M4可以探究混凝土中的不同元素含量的分布情况，从混凝土样品采集10个区域，对10个区域的混凝土进行半定量分析，结果显示，随着纵向测试样品距离的延伸，混凝土中Cl元素含量降低，说明混凝土受Cl元素腐蚀程度降低，而K元素随着纵向距离延伸其含量增加，而混凝土中Ca、Si元素含量变化稳定，说明此混凝土中混合均匀，元素分散性好。

 
       综述：随着我国十四五规划对经济方面的要求，我国的建设规模正日益壮大，混凝土作为使用量大、使用广泛的建筑材料之一，其性能倍受人们的重视。Bruker微区X射线荧光光谱仪M4 Tornado对混凝土进行面扫描和线性扫面分析，不仅可以了解混凝土中元素含量及分布情况，分析混凝土是否混合均匀及各元素的分布情况。其次，M4的mapping图像可以查看混凝土是否有外来杂质元素存在和受酸碱腐蚀情况。