[发明专利]一种利用氢质子低场核磁共振技术测定硬化水泥浆体结合水的方法

说明书

技术领域

本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种利用氢质子低场核磁共振技术测定硬化水泥浆体结合水的方法。

背景技术

自1945年美国物理学家Bloch和Purcell发现核磁共振现象以来，核磁共振作为一种重要的现代分析手段已广泛应用于各个领域，如物质结构分析、医学成像、油气资源的勘探，低场核磁共振分析仪采用价格低廉的钕铁硼永磁材料作为场源，大大降低了仪器和运行成本，进一步扩展了核磁共振的应用。近年来，低场核磁共振技术的应用已逐步从生命科学、地球物理等领域扩展到建筑材料领域，该方法可在不破坏样品的前提下，利用水分子中质子的弛豫特性研究水含量及其分布的变化，具有快速、连续、无损的优势。

低场核磁共振技术包含三方面要素：原子核的自旋、静磁场B₀和射频场B₁。在没有磁场的情况下，核自旋方向各异，即微观磁矩是杂乱无章的，因此就一个原子核的宏观集体而言，净磁矩为零。在施加静磁场B₀后，微观磁矩在一定的时间(自旋-晶格弛豫时间，T₁)内沿磁场方向排列，从无序变成有序，这样就在宏观上形成的净磁矩M₀，

M0=Nr2h2I(I+1)3(4π2)kTB0---(1)]]>

式中k——波尔兹曼常数；

T——绝对温度，K；

h——普朗克常数；

I——原子核的自旋量子数；

N——原子核的数量，

在实验中近似认为第一回波峰核磁信号幅度A_echo，1(t)正比于样品中氢核的数量。

目前，测定硬化水泥浆体结合水的方法为马弗炉法，步骤如下：1)制备水泥浆体，在一定温度下密闭养护到规定龄期，取出一部分破碎成小块浆体，用无水乙醇终止水化，并在玛瑙研钵中将其研磨至规定细度；2)将研磨好的粉末在105℃下烘干，置于干燥器中冷却；3)将带盖的坩埚在马弗炉950℃下烧至恒重，置于干燥器中冷却，然后用电子天平称量，坩埚的质量为m₁，将样品加入坩埚，称其质量为m₂，然后在马弗炉950℃下烧至恒重，置于干燥器中冷却，然后用电子天平称量，质量为m₃，定义ω_muff＝(m₃-m₂)/(m₃-m₁为样品结合水质量占烧后样品质量的比例。

相对于传统的方法，核磁共振测定结合水具有试验周期短、不破坏硬化水泥浆体和操作简单等优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用氢质子低场核磁共振技术测定水泥凝结时间的方法。

本发明提出的利用氢质子低场核磁共振技术测定水泥凝结时间的方法，具体步骤如下：1)采用CPMG序列测定水泥质量相同、用水量不同样品的第一回波峰核磁信号幅度A_echo，1(t)；2)建立A_echo，1(t)与用水量关系曲线，作为标定曲线；3)采用CPMG序列测定经密闭养护，不同龄期水泥净浆的A_echo，1(t)，根据标定曲线即可求出浆体中的非结合水；4)根据水泥浆体的用水量就可以求出指定龄期的结合水。

本发明中，所述标定曲线的建立即将不同水灰比的水泥浆体的用水量与其在拌合后首次测得的A_echo，1(t)拟合。