Giống như các loại đất, đá, vật liệu gốm v.v., vật liệu xi măng cũng là một môi trường rỗng với cấu trúc rỗng rất phức tạp, kích thước của lỗ rỗng phân bố rất rộng từ khoảng nanomet (kích thước rỗng của các hydrat của hồ xi măng), chạy qua khoảng micromet (lỗ rỗng mao dẫn) cho tới khoảng milimet (bọt khí, vết nứt)[1]. Cấu trúc rỗng đóng một vai trò quan trọng ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến các tính chất cơ học và vật lý đồng thời quyết định độ bền (tuổi thọ) của vật liệu. Chẳng hạn, cường độ và tính đàn hồi (module đàn hồi E) chủ yếu phụ thuộc vào tổng thể tích lỗ rỗng, tính thấm và tính khuếch tán bị chi phối bởi thể tích rỗng tổng cộng, kích thước, hình dạng và sự liên thông của các lỗ rỗng, còn vấn đề co ngót của vật liệu xi măng (do phụ thuộc trực tiếp vào năng lượng bề mặt tại thành lỗ rỗng) thì lại bị chi phối bởi diện tích bề mặt riêng của mạng lưới lỗ rỗng, độ bền chịu các chu kì đóng băng-tan băng (cửa nước lỗ rỗng) thì phụ thuộc vào thể tích và khoảng cách các bọt khí trong mạng lưới rỗng [2]. Do đó việc nghiên cứu vật liệu xi măng đòi hỏi phải hiểu biết một cách sâu sắc ở mức độ vi cấu trúc bằng cách xác định (ở một mức độ nhất định) thông số: độ rỗng tổng cộng, độ rỗng hiệu quả, kích thước lỗ rỗng, thông số về hình dạng, diện tích bề mặt riêng (m²/g) và nhất là sự phân bố theo kích thước của các lỗ rỗng v.v.