水泥基材料低场核磁共振实验-孔隙水研究

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。由此可见，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。自然界中水为氢质子最多的一种物质，由于核磁共振的信号来源主要为氢质子，氢质子越多，说明含水率越多，反之则越低。因此通过信号量定标的方法，核磁共振技术可以被用来测量物质中水的质量。多孔介质经过真空饱和处理以后，内部孔隙大部分被水占据，核磁共振技术通过测定水的质量及已知水的密度，可计算出多孔介质内孔隙的体积，从而得到其孔隙度大小。苏州纽迈分析仪器股份有限公司 水泥基材料低场核磁共振实验-孔隙水研究 应用领域：岩土 检测项目：孔隙水研究 仪器推荐：中尺寸核磁共振成像分析仪 应用说明： 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；其余可蒸发水则继续残留在硬化浆体微结构中，并根 据所在孔的大小不同分为毛细水和凝胶水。 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。 由此可见，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，对于充分认识冰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。 自然界中水为氢质子最多的 一 种物质，由于核磁共振的信号来源 主要为氢质子，氢质子越多，说明含水率越多，反之则越低。因此通 过信号量定标的方法，核磁共振技术可以被用来测量物质中水的质 量。多孔介质经过真空饱和处理以后，内部孔隙大部分被水占据，核 磁共振技术通过测定水的质量及已知水的密度，可计算出多孔介质内 孔隙的体积，从而得到其孔隙度大小。 标样 水峰面积 质量(g) 水峰面积与水质量的关系 第一次测 第二次测 第三次测 去基底面平均值 量 量 量 积 0 32.54316 45.39052 40.05906 39.33091 0 0 1 2581.093 2563.176 2565.169 2569.813 2530.482 2 2 4854.182 4865.972 4883.386 4867.847 4828.516 4 3 7223.672 7274.778 7260.551 7253 7213.67 6 8000600040002000 0 y=1197x+52.31R=0.999 6 8 实验过程： 将采集到的 T2衰减曲线代入弛豫模型中拟合并反演可以得到样 品的T2弛豫信息，包括弛豫时间及其对应的弛豫信号分量，如左图 所示横坐标为范围从 10-2ms 到104ms 对数分布的100个横向弛豫时 间分量T2，纵坐标为各弛豫时间对应的信号分量Ai(为便于定量分 析，该信号分量经质量及累加次数的归一化处理)，已知信号量与其 组分含量成正比关系，积分面积A即为样品的信号量。 T2 弛豫时间反映了样品内部氢质子所处的化学环境，与氢质子 所受的束缚力及其自由度有关，而氢质子的束缚程度又与样品的内部 结构有密不可分的关系。在多孔介质中，孔径越大，存在于孔中的水 弛豫时间越长；孔径越小，存在于孔中的水受到的束缚程度越大，弛 豫时间越短。 弛豫图谱分析：