核磁共振應用研究水泥漿體中可蒸發水的1H核磁共振弛...

核磁共振_應用研究水泥漿體中可蒸發水的1H 核磁共振弛豫特征及狀態演變

應用背景

水泥基材料作為一種多相復合材料，其水化硬 化過程中的相組成和轉變一直是人們關注的熱點。水作為水泥基材料的重要組分，與水泥粉體混合后初始以液相狀態填充在水泥顆粒的間隙，在隨后的水化硬化過程中，一部分參與水化反應變成化學結合水，成為凝膠產物微晶的一部分，這部分水通過干燥蒸發的方法也不能去除，因而也被稱為不可蒸發水；現代水泥基材料科學的研究表明，不可蒸發水的含量與材料水化反應的程度和產物的晶體結構相關，而可蒸發水的含量及其狀態與材料的抗凍性、抗腐蝕性、徐變、干燥收縮等性能關系密切.由于水泥水化反應隨時間變化的連續性，不可蒸發水和可蒸發水的含量及狀態也在不斷變化.研究水泥基材料中水的相轉變，探索不同狀態的水的演變規律，對于充分認識水泥基材料的組成和結構，揭示材料的劣化機理具有重要意義.
低場核磁共振技術對多孔介質中水的研究應用已逐步從生命科學、地球物理等領域擴展到建筑材料領域，該方法可在不破壞樣品的前提下，利用水分子中質子的弛豫特性研究水含量及其分布的變化，具有快速、連續、無損的優勢。

下面簡單介紹采用核磁共振測試系統水泥漿體中可蒸發水的1H 核磁共振弛豫特征及狀態演變。

核磁共振分析

各試樣弛豫信號經反演后的分布如圖 1 所示

所有樣品的弛豫時間分布均呈1 個或2 個主峰，并伴有少量微弱的次峰。主峰分布在0.1～10.0 ms 的范圍內,隨著養護時間的延長，弛豫峰逐步向左移動，即分布趨向于短弛豫時間。試樣弛豫時間分布趨短是由于隨著齡期的增長水化產物不斷增多，逐步將原先較大的孔隙填充細化，未反應的可蒸發水逐漸分布在較小的孔隙中.

如圖2 所示，各試樣平均弛豫時間隨齡期增長而下降，早期1～7 d 內下降快，之后變化平緩。

從上圖中可以看出中的3 條曲線變化趨勢一致，其斜率均由 水灰比大的試樣其平均弛豫時間大于水灰比小的，飽水養護的大于密閉養護的。

（參考文獻：水泥漿體中可蒸發水的1H 核磁共振弛豫特征及狀態演變》 硅 酸 鹽 學 報 2009, Vol.37, NO.10