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在 “雙碳" 目標引-領下，水泥行業(yè)作為碳排放大戶（占全球人為碳排放的 7%~8%），碳減排壓力日益凸顯。而二氧化碳水泥養(yǎng)護技術，既能實現(xiàn)水泥制品強度提升，又能將 CO?永-久封存于水泥基體中，成為行業(yè)碳減排的關鍵方向。但如何精準捕捉養(yǎng)護過程中碳吸收、碳封存的動態(tài)規(guī)律？低場核磁共振技術以其無創(chuàng)、實時、精準的優(yōu)勢，正成為該領域?qū)嶒炑芯康?“核心工具"。
一、水泥行業(yè)碳減排痛點：CO?養(yǎng)護的 “看不見" 難題
傳統(tǒng)水泥養(yǎng)護多采用水養(yǎng)方式，不僅耗水量大，還無法實現(xiàn)碳減排。而二氧化碳養(yǎng)護技術，是通過將 CO?通入水泥制品，使其與水泥中的硅酸三鈣、硅酸二鈣等礦物發(fā)生碳化反應，生成碳酸鈣等物質(zhì) —— 既填充水泥內(nèi)部孔隙、提升制品強度，又能將 CO?固定下來，實現(xiàn) “碳封存"。
但實驗研究中，核心難題始終存在：碳吸收量如何精準量化？碳封存的微觀機理（如孔隙結構變化、碳化產(chǎn)物分布）如何實時追蹤？傳統(tǒng)檢測方法（如稱重法、電鏡觀察）要么無法實時監(jiān)測，要么會對樣品造成破壞，難以全面捕捉養(yǎng)護過程的動態(tài)變化。而低場核磁共振技術的出現(xiàn)，恰好破解了這一 “看不見、測不準" 的困境。
二、低場核磁共振技術：為何適配 CO?水泥養(yǎng)護實驗？
低場核磁共振（LF-NMR）技術基于原子核磁共振現(xiàn)象，通過檢測水泥樣品中氫核（H）的弛豫信號，就能反推樣品內(nèi)部的微觀結構變化 —— 這與 CO?水泥養(yǎng)護實驗的需求高度契合：
無創(chuàng)實時監(jiān)測：無需破壞樣品，可全程追蹤養(yǎng)護過程中水泥內(nèi)部孔隙、水分、碳化產(chǎn)物的動態(tài)變化，避免傳統(tǒng)方法 “一測即毀" 的弊端；
精準量化分析：通過 T?弛豫時間譜、孔隙度分布等數(shù)據(jù)，能精準計算碳吸收量、碳封存效率，以及水泥孔隙的細化程度；
操作便捷高效：實驗設備成本相對較低、測試速度快，適合批量樣品檢測和長期動態(tài)實驗，大幅提升研究效率。
三、低場核磁共振技術在 CO?水泥養(yǎng)護碳吸收碳封存實驗中的實操應用
1. 實驗樣品與養(yǎng)護方案設計
選取普通硅酸鹽水泥制備標準試件（如 40mm×40mm×160mm 棱柱體），分為兩組：對照組采用標準水養(yǎng)，實驗組采用 CO?養(yǎng)護（控制 CO?濃度 20%~100%、溫度 20~60℃、濕度 50%~90%）。實驗核心是用低場核磁共振設備，全程監(jiān)測兩組樣品的微觀變化。
2. 低場核磁檢測指標與數(shù)據(jù)分析
孔隙結構監(jiān)測：水泥中的水分存在于不同尺寸孔隙中（大孔、中孔、小孔），氫核弛豫信號與孔隙尺寸正相關。CO?養(yǎng)護時，碳化產(chǎn)物填充孔隙，大孔減少、小孔增多，T?弛豫時間譜會向短弛豫時間方向偏移 —— 通過譜圖變化可精準分析孔隙細化程度，間接反映碳封存效果；
碳吸收量量化：碳化反應會消耗水泥中的結合水，結合水的氫核信號強度會隨碳吸收量增加而降低。通過對比養(yǎng)護前后氫核信號強度變化，可建立 “信號強度 - 碳吸收量" 關聯(lián)模型，實現(xiàn)碳吸收量的實時量化；
碳化深度追蹤：隨著 CO?向水泥內(nèi)部滲透，碳化區(qū)域的氫核信號會發(fā)生特征變化。通過分析不同養(yǎng)護時間下的核磁信號分布，可精準追蹤碳化深度，判斷碳封存的均勻性。
四、實驗價值：低場核磁助力水泥碳封存技術落地
通過低場核磁共振技術的實驗研究，可明確 CO?養(yǎng)護參數(shù)（濃度、溫度、時間）與碳吸收量、水泥強度、孔隙結構的關聯(lián)規(guī)律 —— 比如找到 “碳封存效率-最-高 + 水泥強度最-優(yōu)" 的養(yǎng)護參數(shù)組合，為工業(yè)化應用提供數(shù)據(jù)支撐。
例如，實驗發(fā)現(xiàn)：在 CO?濃度 70%、溫度 40℃、養(yǎng)護 24h 條件下，水泥試件碳吸收量可達 25kg/m3，抗壓強度較水養(yǎng)提升 30%，且孔隙率降低 15%。這些數(shù)據(jù)通過低場核磁技術精準獲取，為水泥行業(yè)碳減排提供了可落地的技術路徑。
五、展望：低場核磁開啟水泥碳封存研究新賽道
隨著 “雙碳" 目標推進，二氧化碳水泥養(yǎng)護技術將迎來規(guī)模化應用，而低場核磁共振技術作為 “微觀探測利器"，未來將在更多場景發(fā)揮作用：比如研究不同水泥品種（低熱水泥、硫鋁酸鹽水泥）的碳封存特性，優(yōu)化工業(yè)級 CO?養(yǎng)護設備參數(shù)，甚至監(jiān)測服役期水泥制品的碳封存穩(wěn)定性。
低場核磁共振技術與二氧化碳水泥養(yǎng)護的結合，不僅解決了碳吸收碳封存實驗的檢測難題，更推動了水泥行業(yè)從 “高碳生產(chǎn)" 向 “低碳養(yǎng)護" 的轉型，為實現(xiàn) “雙碳" 目標注入強勁動力。
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