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低场核磁共振技术在水泥基材料中的理论模型及应用

低场核磁共振技术以水为探针来表征水泥基材料。相比水泥基材料研究中的压汞、氮吸附等传统测孔方法，低场核磁具有快速、原位、无损、预处理要求低等特殊优势。除广泛认可的孔结构表征外，低场核磁还具有物相定量和水分动力学研究的能力。而各应用中所用到的理论模型，可归纳为四种，即双组份快速交换模型、Korb模型、信号幅度模型及低温冻融测孔模型。其中，前两者重点在于弛豫，双组分快速交换主要与CPMG实验相关，Korb模型常用于快速变场实验；后两者主要关注信号强度，信号幅度模型关注核磁信号函数拟合，低温冻融模型则基于信号量随温度的变化以及熔点偏移值。研究发现，当前应用中广泛存在的数据可靠性、结果稳定性和模型与应用适配性问题，极大程度源自“重使用、轻理论”，从而对硬件及理论中的本征限制条件缺乏了解。基于此，我们根据水泥基材料的特点，对四大模型进行了归纳总结，重点指出了各理论模型中的本征限制条件，为目前应用中的问题进行归类并分别提供了有效解决方案。此外，以多项水泥水化研究为例，通过低场核磁及其与X射线衍射、热重、量热仪等技术的结合，展示了低场核磁用于缓凝机理研究的可行性。

205 2022-09-30

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