2022-12-13 16:00:29, 纽迈分析 苏州纽迈分析仪器股份有限公司
Krstulovic-Dabic(KD)水化动力学模型经常被用来研究水泥基材料的水化机制。等温量热法是研究水泥基材料水化动力学的常用方法,得到的数据可以很好地描述水化过程。在本文中,使用低场核磁共振来监测水泥基材料的水化过程,经过数据处理,结果表明KD模型也适用于低场核磁共振。
由于低场核磁共振能够对水泥基材料进行了连续和无损的测量,相比等温量热法在描述水泥基材料的水化行为方面有很大的应用前景。
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图1 不同水泥样品的水化过程低场核磁信号
图2 不同水泥样品低场核磁法水化程度结果
图2中低场核磁共振的结果与传统的等温量热法测得的结果相似,表明这两种方法在表征水泥的水化动力学方面具有高度的一致性。因此,在理论前提下,通过低场核磁共振建立水泥基材料的KD水化动力学模型是可行的。
图3 波兰特水泥不同水化过程(NG、I、D)的线性拟合结果
图4展示了通过低场核磁共振对NG-I-D过程进行分段模拟的结果。低场核磁共振结果还显示,PC的水化机制从NG过程变为I,然后再变为D。当水化程度为0-0.184时,水化主要为NG阶段。当水化程度在0.184和0.269之间时,水化过程主要为I阶段。而0.269之后的大部分水化阶段主要为D阶段。
图4 波兰特水泥NG-I-D过程进行分段模拟的结果
二、基于低场核磁共振的C3S水化动力学模型研究
同样,对于C3S,本文也使用低场核磁共振来研究其水化动力学模型。图5披露了C3S水化6天内的水信号振幅和水化程度结果。两个结果都显示,C3S在最初的十小时水化过程中具有更快的水化率。在这个阶段,信号振幅和水化程度的结果演变得更快,然后水化率的趋势就变慢了。更重要的是,6天水化后C3S的水化度约为0.46,这比等温量热法的结果要高(6天的水化度为0.27)。
图5 C3S样品水化6天的信号振幅和水化程度结果
这证实了以水为探针的低场核磁共振比等温量热对水化程度的表征结果更高。值得注意的是,C3S比波兰特水泥需要更长的时间来进行水化。尽管它们在水化的初始阶段都有较快的水化反应速率,在2-3天的水化之后,波兰特水泥的反应速率趋于平稳。
图6 C3S不同水化过程(NG、I、D)的线性拟合结果
图7 C3S NG-I-D过程进行分段模拟的结果
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