低场核磁共振技术在水泥基材料研究中的应用及展望.pdfVIP

· 110 · 材料导报A：综述篇 2011年4月(上)第25卷第4期 低场核磁共振技术在水泥基材料研究中的应用及展望 孙振平 ，俞 洋 ，庞 敏 ，杨培强。，俞文文 ，曹红婷。 (1 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室 ，上海200092；2 上海纽迈电子科技有限公司，上海200333) 摘要 阐述 了低场核磁共振技术在水泥基材料研 究中的应用现状，认为现有的研究主要集中于水泥水化进程 和水在硬化浆体中的扩散特征，也包括对硬化水泥浆体孔结构和比表面积的测试。分析了低场核磁共振技术在实际 应用中面临的挑战，展望了该技术在新拌水泥浆体结构性能研究中的应用前景。 关键词 低场核磁共振 L径分布 横向弛豫时间 硬化水泥浆体 中图分类号：TQ172 文献标识码 ：A ApplicationsandOutlookof H Low FieldNM R Probing intoCement-basedM aterials SUN Zhenping ，YU Yang ，PANG Min ，YANGPeiqiang ，YU W enwen ，CAO Hongting (1 KeyLaboratoryofAdvancedCivilEngineeringMaterials，MinistryofEducation，TongjiUniversity， Shanghai200092；2 ShanghaiNiumagCorporation，Shanghai200333) Abstract ThecurrentapplicationsoflOW fieldNMR incementbasedmaterialsaredemonstrated．ItiSfound thatresearchesarefocusedoncementhydrationandwaterdiffusioninhardenedcementpaste，aswellasporesizedis— tributionandspecificsurfaceareaofhydratedcementpaste．Challengesinthecurrentresearchareanalyzedandthefu— tureapplicationsoflOW fieldNMR inresearchonfreshcementpasteareforecast． Keywords low fieldnuclearmagneticresonance，poresizedistribution，transverserelaxationtime，hydrated cementpaste 自1945年美国物理学家B1och和Purcell发现核磁共振 大于 100ms，横向弛豫时间丁2约为 10pts；凝胶水是指在凝胶 现象以来，核磁共振作为一种重要的现代分析手段已广泛应 孔中的水，是C_S-H凝胶的组成部分，由于其与凝胶孔壁的 用于多个领域，如物质结构分析、医学成像和油气资源的勘 强烈作用，T 和 丁2在 0．5~lms之间；毛细孔水的弛豫时间 探等r】]。低场核磁共振分析仪采用价格低廉的钕铁硼永磁 在 5~10ms范围内。除此之外，还可以将硬化浆体中的水分 材料作为场源，大大降低了仪器制造成本和运行成本，进一 为 自由水、物理结合水和化学结合水 4『]。自由水和物理结合 步扩展了核磁共振技术的应用。近年来，低场核磁共振技术 水的横向弛豫时间通常为 0．1～10ms_2]，可以采用 NMRD 的应用已逐步从生命科学、地球物理等领域扩展到水泥基材 将孔中的自由水和物理结合水分开[3；化学结合水的横向弛 料领域，该方法可在不破坏样品的前提下，利用水分子中质 豫时问通常小于 lO0~s，Jehng_4将水泥浆体样品置于 ll0~C 子的弛