[发明专利]固体核磁共振探测水泥基材料硫酸盐侵蚀机理的方法

说明书

本发明提供固体核磁共振探测水泥基材料硫酸盐侵蚀机理的方法，包括：沿厚度方向对试件进行切割处理；任选一试件片，取样本研磨成粉末，分别进行²⁹Si，²⁷Al、³³S核磁分析；另取m个试件片进行核磁分析；综合得到材料腐蚀龄期为0天的核磁信息；将剩余的试件片都进行全包裹，待风干后切除顶面使其单面暴露；放入硫酸盐干湿循环模拟实验箱中，设定干湿循环；达到预定次数后取出m+1个试件片，按照前述步骤取样，分别进行核磁分析；每达到规定的循环次数，在剩余试件中取样进行核磁分析，得到N_i天的核磁信息；基于核磁信息得出材料密实程度，侵蚀过程中产物的变化，含硫酸盐产物随侵蚀龄期的生成速率，进而得出侵蚀机理和损伤积累情况。

技术领域

本发明属于水泥基材料侵蚀破坏机理研究领域，涉及一种固体核磁共振探测 水泥基材料硫酸盐侵蚀机理的方法。

技术背景

目前，随着地下空间的发展，地下混凝土结构的耐久性问题日益凸显。在我 国西北部，尤其是盐湖地区，混凝土建筑长期受含硫酸盐等可溶性盐的侵蚀作用， 并伴随着地下水位上下交替变化形成的干湿循环条件，此条件下硫酸盐侵蚀极具 破坏性，导致混凝土在后期强度严重降低甚至出现泥化现象，严重影响混凝土结 构安全与使用寿命。

通常，水泥基材料受硫酸盐侵蚀破坏状态的判断方法主要方式有质量损失率 和膨胀量测量法，这些方法具有对试验设备要求较低、操作方便的优点，但质量 损失率和膨胀量测量法的应用有其局限性，针对不同硫酸盐侵蚀类型，测量结果 的准确性也不同，诸如不产生膨胀的碳硫硅钙石侵蚀型，无法通过膨胀量测量法 估算其侵蚀状态，对于侵蚀过程中水泥基材料微结构堵塞导致侵蚀产物遗留在混 凝土内部或者侵蚀过程中混凝土膨胀量受到混凝土干缩变形影响等情况，质量损 失和膨胀量测量并不能准确反映水泥基材料的侵蚀状态。而水泥基材料侵蚀前后 内部微结构变化、侵蚀产物的探测方面，主要为利用物理学方法(声、光、电、 磁、热和射线等)测定混凝土的相关的物理量，并结合这些物理量反映和评价混 凝土的相关结构和力学性能，主要方法有冲击回波法、红外线成像法、雷达法、 射线成像法。这些方法用于对混凝土宏观尺度上的力学性能进行测量时，精度已 经足够，但用于对混凝土侵蚀破坏机理进行研究时，尚存在诸多不足，例如射线 成像法由于分辨率的问题，尚不能明确分析出混凝土侵蚀破坏的界限；超声波测 量法根据波速能反映混凝土损伤层与未损伤层的混凝土密实度，但并不能完全考 虑混凝土内部缺陷带来的影响，容易出现将孔隙误判为侵蚀破坏的情况，利用阻 抗仪等虽然能有效的反映侵蚀过程中混凝土孔隙率的变化，但无法判断出侵蚀产 物的类型及破坏机理。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种固体核磁共振探测 水泥基材料硫酸盐侵蚀机理的方法，可以精确、有效的分析水泥基材料硫酸盐侵 蚀的机理和损伤积累规律，获得水泥基材料的侵蚀破坏状态。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

本发明提供一种固体核磁共振探测水泥基材料硫酸盐侵蚀机理的方法，其特 征在于，包括以下步骤：

步骤1.根据水泥基材料的配合比浇筑混凝土试件，浇筑成型后在模具中养 护一段时间，拆模后按照混凝土标准养护制度养护至设计龄期，一般为在标准养 护室中养护28天；

步骤2.取出养护好的试件，用岩石切割机进行切割处理，将试件沿厚度方 向切割成N+2片，N≥10，去除试件上下不平整的表面，其余编号为A₁～A_N待 用；

步骤3.将切割好的试件片放入真空干燥箱中真空干燥；