研究水泥浆体中可蒸发水的1H 核磁共振弛豫特征及状态演变

研究水泥浆体中可蒸发水的1H 核磁共振弛豫特征及状态演变

　　应用背景
　　水泥基材料作为一种多相复合材料，其水化硬化过程中的相组成和转变一直是人们关注的热点。水作为水泥基材料的重要组分，与水泥粉体混合后初始以液相状态填充在水泥颗粒的间隙，在随后的水化硬化过程中，一部分参与水化反应变成化学结合水，成为凝胶产物微晶的一部分，这部分水通过干燥蒸发的方法也不能去除，因而也被称为不可蒸发水；现代水泥基材料科学的研究表明，不可蒸发水的含量与材料水化反应的程度和产物的晶体结构相关，而可蒸发水的含量及其状态与材料的抗冻性、抗腐蚀性、徐变、干燥收缩等性能关系密切.由于水泥水化反应随时间变化的连续性，不可蒸发水和可蒸发水的含量及状态也在不断变化.研究水泥基材料中水的相转变，探索不同状态的水的演变规律，对于充分认识水泥基材料的组成和结构，揭示材料的劣化机理具有重要意义。

　　低场核磁共振技术对多孔介质中水的研究应用已逐步从生命科学、地球物理等领域扩展到建筑材料领域，该方法可在不破坏样品的前提下，利用水分子中质子的弛豫特性研究水含量及其分布的变化，具有快速、连续、无损的优势。

　　下面简单介绍采用核磁共振测试系统水泥浆体中可蒸发水的1H 核磁共振弛豫特征及状态演变。

　　核磁共振分析
　　各试样弛豫信号经反演后的分布如图 1 所示

　　所有样品的弛豫时间分布均呈1 个或2 个主峰，并伴有少量微弱的次峰。主峰分布在0.1～10.0 ms 的范围内,随着养护时间的延长，弛豫峰逐步向左移动，即分布趋向于短弛豫时间。试样弛豫时间分布趋短是由于随着龄期的增长水化产物不断增多，逐步将原先较大的孔隙填充细化，未反应的可蒸发水逐渐分布在较小的孔隙中.。

　　如图2 所示，各试样平均弛豫时间随龄期增长而下降，早期1～7 d 内下降快，之后变化平缓。

　　从上图中可以看出中的3 条曲线变化趋势一致，其斜率均由水灰比大的试样其平均弛豫时间大于水灰比小的，饱水养护的大于密闭养护的。
　　（参考文献：水泥浆体中可蒸发水的1H 核磁共振弛豫特征及状态演变》 硅 酸 盐 学 报 2009, Vol.37, NO.10

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