水泥水化过程孔隙结构及比表面积表征

众所周知，水泥基材料是具有复杂孔结构的多孔材料，其孔隙尺度跨越了纳米（nm）、微米（μm）、毫米（mm）3个不同层次的数量级。因此研究孔隙结构和孔径分布对材料的物化特性和耐久性具有重要的工程价值和社会意义。

上图为水灰比为0.35的水泥净浆在密闭条件下浆体比表面积随水化时间的动态发展趋势图。

从水泥化学的观点来看，水泥水化的凝胶产物具有巨大的比表面积，所以浆体比表面的增长是水泥水化反应的必然结果。

分析可知，通过检测孔隙水弛豫时间的发展变化，能够检测浆体比表面积的发展。同时，LF-NMR是非破损、非侵入的技术，使得对浆体在早期阶段的连续检测成为可能，无需终止水化，这是传统测试方法所不能达到的。

▲不同水灰比在养护过程孔隙结构的变化

分析上图数据，可以明显看出，主峰的峰高和峰面积均远大于次峰，占据绝对优势地位。主峰的存在表明试样中的水主要分布在一个尺寸连续的孔隙范围内，对不同水灰比试样而言，这些孔的最小尺寸相同，但孔分布的跨度则受制于水灰比的差异。水灰比越大，孔分布跨度越大，大孔对应的信号强度越强。T2的分布能够更全面地反映水泥浆体试样孔隙分布的特征。

可以看出，随着龄期的变化，各水泥浆试样的最可几T2均随之下降。在7d至28d下降较快，之后则较平缓，且水灰比越大，早期下降愈为显著。至90d后，试样之间的差值则越来越小。