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自愈合混凝土研究(低場核磁共振技術)

來源:蘇州紐邁分析儀器股份有限公司   2023年01月13日 17:36  

自愈合混凝土研究(低場核磁共振技術)

混凝土是世界上使用蕞廣泛的建筑材料。但它很容易出現(xiàn)裂縫,這意味著,結構物需要增加鋼筋加以強化。強化過程中必然會出現(xiàn)部分“微裂縫”,這并不會直接導致強度損失?;炷两Y構規(guī)范規(guī)定最大裂縫寬度小于等于0.3mm。但隨著時間的推移,水與侵蝕性化學物一起進入這些裂縫并腐蝕混凝土。

自愈合混凝土研究(低場核磁共振技術)

什么是自愈合混凝土?

自愈合混凝土是指可自行修補裂縫的實驗性混凝土,它包含有可生產(chǎn)石灰石的休眠的細菌孢子和細菌生長所需要的養(yǎng)分,通過作用于結構的腐蝕性雨水滲入加以激活,以期對混凝土開裂部分進行局部填充。這種新材料有可能會提高混凝土的使用壽命,并有效降低混凝土結構的維護成本。

自愈合混凝土的工作原理

研究人員將混凝土愈合所需的細菌孢子和營養(yǎng)物質作為顆粒添加到混凝土配合料中,這些能在強堿性混凝土環(huán)境中生存數(shù)十年的芽孢桿菌,利用乳酸丐作為這些細菌的營養(yǎng)來源。但水又成了微生物生長需要所缺少的成分,因此,孢子處于休眠狀態(tài)。但當有水接觸這一膠囊時,膠囊將會融化,細菌將開始生長,并以乳酸丐作為營養(yǎng)來源生成混凝土的主要成分石灰石。隨后,裂縫將會“愈合”。自愈合混凝土中的桿菌細菌可以在石灰石中生存,且能不斷地產(chǎn)生孢子當水滲入其中的時候,桿菌細菌就會自動生產(chǎn)出石灰石,從而修復好裂縫,一般歷時3周就可以完成修復?,F(xiàn)在還有一種含有機鈣化合物的產(chǎn)品也被開始添加進自愈合混凝土之中,以此來增快自愈合混凝土的自愈速度。

低場核磁共振技術用于混凝土研究

低場核磁共振很早就被用來分析水泥的反應的過程,通過測試混合水泥漿液在不同反應時間下的弛豫時間譜,以水分布的變化反推水泥的反應過程。借助低場核磁共振技術,可研究新型水泥的水化反應過程。

自愈合混凝土研究(低場核磁共振技術)

低場核磁共振技術可在非破壞條件下連續(xù)監(jiān)測水泥基材料孔結構的發(fā)展。在水泥基材料的孔隙中,通常填充有水分。在一定的射頻能的激發(fā)下,處在磁場中的水分子會發(fā)生共振現(xiàn)象,進而表現(xiàn)出弛豫行為,其弛豫時間的長短與水分子所在的孔隙尺寸有著定量的關系,因此能夠間接地得到孔結構的信息。

受限流體的弛豫主要受制于表面弛豫的影響。對于特定介質而言,t2與多孔介質的比表面積相關,在孔隙率相同時,孔徑越小,比表面積越大,表面相互作用的影響越強烈,t2就越短。對多孔介質流體弛豫的研究提供了孔結構方面的信息。

自愈合混凝土研究(低場核磁共振技術)

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