پیش بینی عملکردی که مصالح ساختمانی در برابر ناملایمات محیط از خود نشان می دهند از نظر فنی و اقتصادی مهم است. تنها با دانستن مکانیسم¬های که سبب تخریب و فرسایش این مواد می‌شود، می‌توان اقدامی صحیح در جهت پیشگیری یا درمان ارائه کرد.


برای درک بهتر فرایندهای اصلی که در طول شکل‌گیری یا استفاده از ماده رخ می‌دهد، به تعیین خصوصیات میکروساختاری مواد نیاز است. استفاده از اشعه ایکس سنکروترون، روشی منحصر به فرد برای دست‌یابی به این اطلاعات است. در اغلب موارد، آب، به صورت مستقیم یا به عنوان راهنمای عوامل دیگر، نقش مهمی را ایفا می‌کند. مدل‌سازی فرایندهای فرسودگی ناشی از آب برای توسعه مواد مقاوم‌تر نیازمند دانستن ضرایب ترابرد است. این ضرایب می‌تواند به آسانی در مورد مواد خشک بدست بیاید ولی برای مواد‌ تر این گونه نیست. اندازه‌گیری به وسیله تابش سنکروترون فرصت‌های جدید و امیدبخشی را درتصویرسازی مواد متخلخل ایجاد کرده است.

اگرچه کشف سیمان به اوایل قرن 19 باز می‌گردد ولی فرایند خودگیری آن هنوز به خوبی شناخته نشده است. خودگیری سیمان و بتن فرایند بسیار پیچیده‌ای است که شامل فازهای میانی زیادی است و شناخت نقشی که هر یک از این فازهای میانی بازی می‌کنند در بهبود و توسعه سیمان و بتن برای مصارف خاص قابل اهمیت است. مراحل اولیه هیدراسیون سیمان پرتلند تا حد زیادی از چگونگی رفتار واکنش پذیرترین مولفه-اش یعنی آلومینات تری‌کلسیم تاثیر می‌پذیرد. در تماس با آب، این ماده معدنی به به صورت چند هیدرات مختلف و ترکیبات میانی در می‌آید. این فرایند می‌تواند بسیار سریع انجام گیرد اما حضور گچ آن را به تاخیر می‌اندازد. در حال حاضر پیدا کردن سازگاری بین سیال بودن و زمان خودگیری سیمان تا حدی به صورت تجربی فرمول‌بندی می‌شود. تولیدکنندگان سیمان در حال حاضر مشغول تلاش‌های تحقیقاتی گسترده برای قرار گرفتن فرمولاسیون سیمان بر یک پایه علمی هستند، که مقدمه‌ای بر توسعه محصولات جدید با کارایی بالاست.

تا چندی پیش فازهای واکنشی میانی که در طول خودگیری سیمان رخ می‌داد به طور مستقیم مشاهده نشده بود، زیرا این فازها طول عمر گذاریی دارند. با استفاده از باریکه‌های اشعه ایکس با شدت بالا، صنعتگران توانستند مراحل اولیه هیدراسیون سیمان را مشاهده و دنبال کنند. از آنجا که آغاز هیدراسیون بسیار سریع است، مخلوط کردن آب با سیمان در یک ضخامت 10 میلیمتری انجام شد. مجموعه‌ای از الگوهای پراش اشعه ایکس که در بازه‌های زمانی چند ثانیه گرفته شد به وضوح نشان داد که واکنش‌ها در چند ثانیه اول بعد از مخلوط کردن آغاز می‌شود. تنها 150 ثانیه پس از مخلوط کردن، فاز گذار ناپدید شده و با فرم هیدرات نهایی جایگزین می‌شود. این فاز گذار با استفاده از داده‌های پراش شناخته شد که اهمیت مونیتورینگ بلادرنگ که از خصوصیات بهره‌گیری از تابش سنکروترون می‌باشد، را ثابت می‌کند.