混凝(ning)土(tu)自(zi)愈合研究（低(di)場核(he)磁共(gong)振技術)

混凝(ning)土(tu)是世(shi)界上(shang)使用蕞廣泛(fan)的(de)建築材料(liao)。但它(ta)很容(rong)易(yi)出(chu)現裂縫(feng)，這意(yi)味著，結構物(wu)需(xu)要(yao)增加(jia)鋼(gang)筋加以強化。強化過程中(zhong)必(bi)然(ran)會(hui)出(chu)現部分(fen)“微裂縫(feng)"，這並(bing)不(bu)會(hui)直接(jie)導致(zhi)強度(du)損失。混凝(ning)土(tu)結構規(gui)範規(gui)定最(zui)大裂縫(feng)寬度(du)小(xiao)於等於0.3mm。但隨(sui)著時間的推移(yi)，水與侵(qin)蝕(shi)性化學(xue)物壹(yi)起進(jin)入(ru)這些(xie)裂(lie)縫(feng)並(bing)腐(fu)蝕(shi)混凝(ning)土(tu)。

什麽是(shi)混凝(ning)土(tu)自(zi)愈合？

混凝(ning)土(tu)自(zi)愈合是(shi)指(zhi)可(ke)自(zi)行(xing)修補裂縫(feng)的實驗(yan)性混凝(ning)土(tu)，它包(bao)含(han)有(you)可(ke)生(sheng)產石灰石的休(xiu)眠(mian)的細(xi)菌孢子和細(xi)菌生(sheng)長所需(xu)要(yao)的養(yang)分，通(tong)過作(zuo)用於結構的(de)腐(fu)蝕(shi)性雨(yu)水滲(shen)入(ru)加以激活，以期對(dui)混凝(ning)土(tu)開裂(lie)部分(fen)進(jin)行(xing)局部填(tian)充(chong)。這種(zhong)新材料(liao)有(you)可(ke)能(neng)會(hui)提高混凝(ning)土(tu)的使用壽命(ming)，並(bing)有(you)效降(jiang)低(di)混凝(ning)土(tu)結構的(de)維護成(cheng)本(ben)。

混凝(ning)土(tu)自(zi)愈合的(de)工作(zuo)原理(li)

研究人(ren)員(yuan)將(jiang)混凝(ning)土(tu)愈合所需(xu)的(de)細(xi)菌孢子和營養(yang)物(wu)質作(zuo)為顆粒(li)添(tian)加到(dao)混凝(ning)土(tu)配(pei)合(he)料(liao)中，這些(xie)能(neng)在(zai)強堿性混凝(ning)土(tu)環境(jing)中生(sheng)存數十年的(de)芽(ya)孢桿(gan)菌，利用乳(ru)酸丐作(zuo)為這些(xie)細(xi)菌的營養(yang)來源(yuan)。但水又成(cheng)了微生(sheng)物生(sheng)長需(xu)要(yao)所缺少(shao)的成(cheng)分，因(yin)此，孢子處於休眠(mian)狀態。但當(dang)有(you)水接(jie)觸(chu)這壹(yi)膠囊(nang)時，膠囊將(jiang)會(hui)融(rong)化，細(xi)菌將(jiang)開始(shi)生(sheng)長，並(bing)以乳酸丐作(zuo)為營養(yang)來源(yuan)生(sheng)成(cheng)混凝(ning)土(tu)的主(zhu)要(yao)成(cheng)分石灰石。隨後(hou)，裂縫(feng)將(jiang)會(hui)“愈合"。混凝(ning)土(tu)自(zi)愈合中(zhong)的(de)桿菌細(xi)菌可(ke)以在石灰石中生(sheng)存,且(qie)能(neng)不(bu)斷(duan)地(di)產生(sheng)孢子當水滲(shen)入(ru)其中(zhong)的時候,桿菌細(xi)菌就會(hui)自(zi)動(dong)生(sheng)產出(chu)石灰石,從而(er)修(xiu)復好裂縫(feng),壹(yi)般(ban)歷時(shi)3周就可(ke)以完成(cheng)修復(fu)。現在還有(you)壹(yi)種(zhong)含(han)有(you)機(ji)鈣化合(he)物的(de)產品(pin)也(ye)被開(kai)始(shi)添(tian)加進(jin)混凝(ning)土(tu)自(zi)愈合之(zhi)中(zhong),以此來增(zeng)快(kuai)混凝(ning)土(tu)自(zi)愈合的(de)自(zi)愈速度(du)。

低(di)場(chang)核(he)磁共(gong)振技術用於混凝(ning)土(tu)研究

低(di)場核(he)磁共(gong)振很早(zao)就被用來分(fen)析(xi)水泥的反(fan)應的(de)過(guo)程(cheng),通(tong)過測試混合(he)水泥漿液在(zai)不(bu)同(tong)反(fan)應(ying)時間下(xia)的弛豫(yu)時間(jian)譜(pu),以水分布(bu)的(de)變(bian)化反推(tui)水泥的反(fan)應過(guo)程(cheng)。借助低場核磁共(gong)振技術,可(ke)研究新(xin)型水泥的水化反(fan)應(ying)過(guo)程。

低場核(he)磁共(gong)振技術可(ke)在(zai)非(fei)破壞(huai)條(tiao)件(jian)下(xia)連續監(jian)測水泥基材料(liao)孔結(jie)構的(de)發展(zhan)。在(zai)水泥基材料(liao)的孔(kong)隙中,通常(chang)填(tian)充(chong)有(you)水分。在(zai)壹(yi)定的(de)射頻(pin)能(neng)的(de)激(ji)發下(xia),處在磁場中(zhong)的水分子會(hui)發生(sheng)共(gong)振現象(xiang),進(jin)而(er)表(biao)現出(chu)弛豫(yu)行(xing)為,其弛豫(yu)時間(jian)的(de)長(chang)短與水分子所在的(de)孔(kong)隙尺寸(cun)有(you)著定量(liang)的(de)關(guan)系,因(yin)此能(neng)夠(gou)間(jian)接(jie)地得到孔結構的(de)信息(xi)。

受限流體的(de)弛豫(yu)主要(yao)受制於表(biao)面弛豫(yu)的影(ying)響。對(dui)於特(te)定(ding)介(jie)質(zhi)而(er)言(yan),t2與多孔介(jie)質(zhi)的(de)比(bi)表(biao)面積相(xiang)關(guan),在孔(kong)隙率(lv)相(xiang)同(tong)時,孔(kong)徑越小(xiao),比(bi)表(biao)面積越(yue)大,表(biao)面相(xiang)互作(zuo)用的(de)影(ying)響越(yue)強烈,t2就越短。對(dui)多(duo)孔(kong)介(jie)質(zhi)流體弛豫(yu)的研究提供了孔結(jie)構方(fang)面(mian)的(de)信息(xi)。