水泥/掺合料中顺磁性物质对浆体核磁共振信号的影响

混凝土的诸多性能与其内部结构息息相关，而且很大程度上取决于硬化水泥浆体的孔结构。目前测试硬化水泥浆体孔径分布的方法主要是压汞法，而采用低场核磁共振测定硬化浆体孔径分布时不仅可得到凝胶孔信息，而且操作简易，流程迅速，对样品不产生任何损伤。同时，核磁共振技术还可用于研究水泥水化进程和硬化水泥浆体中水的扩散情况，具有很大的优势和广阔的应用前景。但课题组在前期研究中发现，水泥/掺合料中的顺磁性物质对核磁共振信号有一定影响。本课题拟通过研究不同掺量铁铝酸四钙以及粉煤灰，矿渣粉和钢渣粉对硅酸三钙水化产物横向弛豫时间，纵向弛豫时间和浆体核磁信号总量随水化进程的演变，以及横向弛豫时间和纵向弛豫时间分布曲线的影响，解决顺磁性物质含量和来源对水泥浆体核磁共振信号影响的基础性问题，为更好地利用低场核磁共振测定浆体孔径分布和化学结合水含量，以及研究水泥浆体水化进程提供理论指导。

采用核磁共振测定硬化浆体孔径分布时不仅可得到凝胶孔信息，而且操作简易，流程迅速，对样品不产生任何损伤，具有很大的优势和应用前景。同时，低场核磁共振技术还可用于研究水泥水化进程和硬化浆体中水的扩散。本课题致力于从分析水泥中顺磁性物质含量和来源对其核磁共振信号影响这个角度出发，寻找顺磁性物质对核磁共振信号的影响规律，并对低场核磁共振测定孔径分布和化学结合水含量的方法进行修正，提高测试方法的准确性，也为使用低场核磁共振技术研究水泥水化进程提供理论依据。.由于低场核磁共振技术技术直接给出水泥浆体中水的信息，包括含量以及受限程度，因此可以用来反映水泥浆体在新拌阶段流动性的变化以及减水剂的作用，还可以半定量地表征水泥水化过程中水的消耗。.通过合成硅酸三钙和铁铝酸四钙单矿物，采用低场核磁共振对其水化进行表征，以及研究铁铝酸四钙含量对硅酸三钙核磁共振信号的影响。重要研究进展包括采用Pechini法合成硅酸三钙和铁铝酸四钙，采用横向弛豫时间-纵向弛豫时间（T1-T2）相关谱对水化进行表征以及分析铁铝酸四钙对硅酸三钙核磁共振信号的影响。.研究了不同种类（矿渣粉、粉煤灰和钢渣粉）及含量掺合料对低场核磁共振信号的影响。研究了低场核磁信号与水泥水化之间的关系，探究了水灰比对白水泥低场核磁信号的影响，并通过外掺铁质顺磁性物质研究了铁质顺磁性物质对低场核磁信号的影响。对低场核磁共振测定孔径分布和化学结合水含量的方法进行优化，并利用研究成果研究了水泥水化进程中水分的迁移特征，探究了不同保水增稠组分剂对于水泥浆体低场核磁信号的影响。.相对于国外来说，我国在将低场核磁共振技术应用于水泥基材料理论研究和实际应用上均存在较大差距。在理论研究方面，国外研究者已经用低场核磁共振技术从氢原子扩展到钠原子和钙原子，并将二维核磁共振技术应用于测定水分在不同孔径孔中的交换；而在实际应用方面，已经开发出侧向低场核磁共振仪测定建筑材料表面水分和孔径分布。而我国在理论研究方面仍处于探索阶段，仅有少量研究者使用低场核磁共振研究新拌水泥浆体和减水剂的作用，以及水泥的水化进程和硬化浆体的孔径分布，而对水泥/掺合料中顺磁性物质含量和来源对其核磁共振信号影响方面的研究几乎是空白。本研究深入了顺磁性物质对于低场核磁共振信号的影响。