應(yīng)用背景
水泥基材料作為一種多相復(fù)合材料,其水化硬 化過(guò)程中的相組成和轉(zhuǎn)變一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。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(tài)填充在水泥顆粒的間隙,在隨后的水化硬化過(guò)程中,一部分參與水化反應(yīng)變成化學(xué)結(jié)合水,成為凝膠產(chǎn)物微晶的一部分,這部分水通過(guò)干燥蒸發(fā)的方法也不能去除,因而也被稱為不可蒸發(fā)水;現(xiàn)代水泥基材料科學(xué)的研究表明,不可蒸發(fā)水的含量與材料水化反應(yīng)的程度和產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)相關(guān),而可蒸發(fā)水的含量及其狀態(tài)與材料的抗凍性、抗腐蝕性、徐變、干燥收縮等性能關(guān)系密切.由于水泥水化反應(yīng)隨時(shí)間變化的連續(xù)性,不可蒸發(fā)水和可蒸發(fā)水的含量及狀態(tài)也在不斷變化.研究水泥基材料中水的相轉(zhuǎn)變,探索不同狀態(tài)的水的演變規(guī)律,對(duì)于充分認(rèn)識(shí)水泥基材料的組成和結(jié)構(gòu),揭示材料的劣化機(jī)理具有重要意義.
低場(chǎng)核磁共振技術(shù)對(duì)多孔介質(zhì)中水的研究應(yīng)用已逐步從生命科學(xué)、地球物理等領(lǐng)域擴(kuò)展到建筑材料領(lǐng)域,該方法可在不破壞樣品的前提下,利用水分子中質(zhì)子的弛豫特性研究水含量及其分布的變化,具有快速、連續(xù)、無(wú)損的優(yōu)勢(shì)。
下面簡(jiǎn)單介紹采用核磁共振測(cè)試系統(tǒng)水泥漿體中可蒸發(fā)水的1H 核磁共振弛豫特征及狀態(tài)演變。
核磁共振分析
各試樣弛豫信號(hào)經(jīng)反演后的分布如圖 1 所示
,所有樣品的 弛豫時(shí)間分布均呈1 個(gè)或2 個(gè)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(nèi),隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的延長(zhǎng),弛豫峰逐步向左移動(dòng),即分布趨向于短弛豫時(shí)間。試樣弛豫時(shí)間分布趨短是由于隨著齡期的增長(zhǎng)水化產(chǎn)物不斷增多,逐步將原先較大的孔隙填充細(xì)化,未反應(yīng)的可蒸發(fā)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(shí)間隨齡期增長(zhǎng)而下降,早期1~7 d 內(nèi)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(shì)一致,其斜率均由 水灰比大的試樣其平均弛豫時(shí)間大于水灰比小的,飽水養(yǎng)護(hù)的大于密閉養(yǎng)護(hù)的。
(參考文獻(xiàn):水泥漿體中可蒸發(fā)水的1H 核磁共振弛豫特征及狀態(tài)演變》 硅 酸 鹽 學(xué) 報(bào) 2009, Vol.37, NO.10