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隨著全球氣候變化問題日益嚴(yán)峻，建筑行業(yè)作為碳排放的重要來源之一，正積極探索更環(huán)保、更高效的生產(chǎn)方式。二氧化碳養(yǎng)護(hù)水泥基材料技術(shù)，結(jié)合低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）這一無損監(jiān)測(cè)手段，為建筑材料的可持續(xù)發(fā)展提供了全新的解決方案。

建筑業(yè)減排迫在眉睫

全球范圍內(nèi)，建筑行業(yè)消耗著大量能源和資源，并排放海量溫室氣體。其中，水泥生產(chǎn)過程尤為突出，每生產(chǎn)1噸水泥約排放0.8-1噸二氧化碳。

傳統(tǒng)水泥基材料養(yǎng)護(hù)一直面臨著養(yǎng)護(hù)周期長(zhǎng)、能耗高的問題，迫切需要革新性技術(shù)。

在這一背景下，二氧化碳養(yǎng)護(hù)水泥基材料技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它不僅為水泥基材料的高效養(yǎng)護(hù)提供了解決方案，而且能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地減少CO₂排放，實(shí)現(xiàn)水泥基材料養(yǎng)護(hù)成本的有效降低。

二氧化碳養(yǎng)護(hù)，變廢為寶的創(chuàng)新之道

二氧化碳養(yǎng)護(hù)是一種創(chuàng)新的建筑材料生產(chǎn)技術(shù)，它通過利用工業(yè)排放的二氧化碳對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，將溫室氣體轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品。

這種技術(shù)的基本原理是利用二氧化碳與水泥基材料中的水泥熟料及水化產(chǎn)物發(fā)生礦化反應(yīng)，生成以方解石為主的碳酸鈣（CaCO₃）沉淀和無定形高聚合度硅膠（SiO₂·nH₂O）

這一反應(yīng)過程不僅減少了溫室氣體的排放，還提高了混凝土的早期強(qiáng)度和耐久性。通過礦化反應(yīng)將CO₂轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的碳酸鹽，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期有效的碳封存。

與傳統(tǒng)的自然養(yǎng)護(hù)和蒸汽養(yǎng)護(hù)相比，二氧化碳養(yǎng)護(hù)具有顯著優(yōu)勢(shì)：

縮短養(yǎng)護(hù)周期：二氧化碳養(yǎng)護(hù)能大幅縮短混凝土制品的生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率；

提升材料性能：改善水泥漿體的孔隙結(jié)構(gòu)，提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性；

固化二氧化碳：實(shí)現(xiàn)工業(yè)排放碳的固定和利用，助力碳中和目標(biāo)。

低場(chǎng)核磁共振，洞察微觀世界的“慧眼"

要深入理解二氧化碳養(yǎng)護(hù)水泥基材料的過程，就需要一種能夠?qū)崟r(shí)觀察材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的技術(shù)。低場(chǎng)核磁共振（LF-NMR）技術(shù)正好滿足了這一需求。

LF-NMR技術(shù)是一種快速、無損、精確的分析方法，在材料科學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

它以水中的¹H核為探針，可原狀、無損、快速、準(zhǔn)確測(cè)試分析多孔介質(zhì)內(nèi)部水分含量及其所處物理約束狀態(tài)。

在水泥基材料研究中，LF-NMR技術(shù)能夠準(zhǔn)確測(cè)定材料的孔隙結(jié)構(gòu)、含水量以及分子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為材料的優(yōu)化提供了重要數(shù)據(jù)支持。

這項(xiàng)技術(shù)對(duì)水泥基材料納微米尺度微結(jié)構(gòu)隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化特性的測(cè)試表征具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

雙劍合璧，技術(shù)與監(jiān)測(cè)的完-美融合

將低場(chǎng)核磁共振技術(shù)應(yīng)用于二氧化碳養(yǎng)護(hù)水泥基材料過程，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)材料內(nèi)部的物理和化學(xué)變化，為研究人員提供前所-未有的洞察力。

在二氧化碳養(yǎng)護(hù)過程中，同步進(jìn)行低場(chǎng)核磁共振測(cè)試，如一維弛豫時(shí)間、二維組分分布等測(cè)試，便于對(duì)混凝土實(shí)時(shí)養(yǎng)護(hù)發(fā)育過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)研究。

通過LF-NMR技術(shù)，研究人員可以觀察到二氧化碳養(yǎng)護(hù)過程中材料孔隙結(jié)構(gòu)的變化，水分含量的變化以及水分子狀態(tài)的變化，從而深入理解養(yǎng)護(hù)機(jī)理。

應(yīng)用案例：定量表征水泥水化程度

挑戰(zhàn)與展望，未來之路任重道遠(yuǎn)

盡管二氧化碳養(yǎng)護(hù)水泥基材料技術(shù)展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，但要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，仍面臨一些挑戰(zhàn)。養(yǎng)護(hù)條件的精確控制是關(guān)鍵因素，預(yù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間、相對(duì)濕度、水膠比、CO2濃度、養(yǎng)護(hù)壓力和溫度等養(yǎng)護(hù)條件都會(huì)影響水泥基材料CO₂礦化養(yǎng)護(hù)后的性能、固碳率以及礦化程度。

未來研究需要進(jìn)一步加強(qiáng)二氧化碳對(duì)水泥水化過程以及對(duì)水泥基材料耐久性等方向的影響研究。低場(chǎng)核磁共振技術(shù)在水泥基材料中的應(yīng)用也需要解決數(shù)據(jù)可靠性、結(jié)果穩(wěn)定性和模型與應(yīng)用適配性等問題。隨著技術(shù)不斷成熟和深入研究，二氧化碳養(yǎng)護(hù)技術(shù)與低場(chǎng)核磁共振監(jiān)測(cè)的結(jié)合，有望在綠色建筑材料開發(fā)、碳捕獲與封存技術(shù)等領(lǐng)域發(fā)揮更為重要的作用。