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北卡罗莱纳州立大学的研究人员首次使用“微柱压缩”技术来表征水泥的微尺度强度，从而开发出具有理想强度特性的水泥，用于土木工程应用。
Rahnuma Shahrin说:“使用这项技术收集的信息可以用来更好地理解混凝土失效时的行为，并为用于设计和确定大型土木工程结构安全的‘本构’模型提供关键数据。”他是北卡罗来纳州立大学土木工程博士生，也是一篇相关论文的主要作者。
沙林说:“研究结果将对研究含水泥材料的失效产生重大影响。”“混凝土的生产、运输和使用占全球二氧化碳总排放量的5%至9%。这项研究的知识可以应用于民用基础设施中更坚固、更可持续的材料的开发，减少自然资源的消耗和二氧化碳的产生。”
水泥用于制造混凝土，是世界上使用最广泛的建筑材料之一。水泥的抗压强度是决定混凝土承载能力的主要因素，这对于土木工程项目来说是一个关键的考虑因素。工程师们早就知道，水泥的强度来自一种叫做水化硅酸钙(C-S-H)的成分，这是水泥粉与水混合后形成的主要产品。然而，研究人员还无法测量水泥样品中C-S-H的抗压强度——隔离和测试C-S-H组分所需的样品尺寸太小，用传统的样品制备方法无法制造。
为了解决这一挑战，研究人员转向了一种在材料科学中被称为微柱压缩的技术。通常用于晶体材料，微柱压缩使用非常小的样品来确定材料的抗压强度。
由于水泥是一种非均质材料，由多种成分组成，Shahrin使用扫描电子显微镜/ x射线技术来寻找水泥样品中C-S-H相对于其他成分材料的比例最高的区域。
一旦确定了C-S-H位点，它们就被磨成宽2微米、高4微米的圆柱体。然后对这些样品进行微柱压缩。
沙林说:“制造水泥的方法有很多种，而且可以用不同比例的不同成分来制造。”“我们已经证明，微柱技术可以为我们提供这些不同类型混合物中C-S-H抗压强度的精确测量。这些信息可以帮助我们理解在水泥生产过程中添加的各种工艺和成分是如何影响水泥强度的。它基本上是一种工具，可以用来开发更好、更强的水泥。”
纸”,微柱压缩下水泥浆体中水化钙硅酸盐(C-S-H)集料的强度和破坏特征，发表在纳米力学与微观力学学报．这篇论文由北卡罗来纳州立大学土木工程副教授克里斯托弗·博博科(Christopher Bobko)共同撰写。这项工作得到了美国国家科学基金会(National Science Foundation)的资助，资助号为1433054。
希普曼-
编辑:研究摘要如下。
微柱压缩下水泥浆体中水化钙硅酸盐(C-S-H)集料的强度和破坏特征
作者: Rahnuma Shahrin和Christopher P. Bobko，北卡罗莱纳州立大学
发表: 10月17日,纳米力学与微观力学学报
DOI: 10.1061 /(第3期)nm.2153 - 5477.0000137
文摘:提出了一种研究水泥石在微米尺度下的压缩破坏行为的新方法。通过聚焦离子束铣削在能量色散光谱(EDS)斑点分析确定的水化钙(C-S-H)位置上制备微柱几何形状。这些支柱的单轴压缩测试是使用纳米压痕设备进行的。微压缩试验测得的C-S-H集料抗压强度(225 ~ 606 MPa)与多尺度损伤和分子动力学模型测得的值基本一致。从测试后的图像中，识别出两种主要的破坏变形机制;观察了整个试样的轴向分裂和塑性破坏。
