自愈(yu)合混凝(ning)土(tu)研究(jiu)（低場(chang)核(he)磁(ci)共振(zhen)技術(shu))

混凝(ning)土(tu)是(shi)世(shi)界上使用(yong)蕞廣泛(fan)的(de)建(jian)築(zhu)材料。但它(ta)很(hen)容(rong)易(yi)出(chu)現(xian)裂(lie)縫(feng)，這(zhe)意味著，結(jie)構(gou)物需要(yao)增加(jia)鋼(gang)筋(jin)加以(yi)強(qiang)化。強(qiang)化過(guo)程(cheng)中必(bi)然(ran)會出(chu)現(xian)部(bu)分(fen)“微(wei)裂(lie)縫(feng)"，這(zhe)並(bing)不會直(zhi)接導(dao)致(zhi)強(qiang)度損(sun)失。混凝(ning)土(tu)結(jie)構(gou)規(gui)範(fan)規(gui)定最(zui)大(da)裂(lie)縫(feng)寬(kuan)度(du)小於等於0.3mm。但隨(sui)著時(shi)間(jian)的(de)推(tui)移(yi)，水與侵(qin)蝕性化學物壹起進(jin)入(ru)這(zhe)些裂(lie)縫(feng)並(bing)腐(fu)蝕混凝(ning)土(tu)。

什麽是(shi)自愈(yu)合混凝(ning)土(tu)？

自愈(yu)合混凝(ning)土(tu)是(shi)指可自行(xing)修補裂(lie)縫(feng)的(de)實驗性混凝(ning)土(tu)，它(ta)包含有(you)可生產石灰(hui)石的(de)休眠的(de)細菌孢子(zi)和細(xi)菌生長所需要(yao)的(de)養(yang)分，通過(guo)作(zuo)用(yong)於結(jie)構(gou)的(de)腐蝕性雨(yu)水滲(shen)入(ru)加以(yi)激(ji)活(huo)，以(yi)期對混凝(ning)土(tu)開裂(lie)部(bu)分(fen)進(jin)行局(ju)部(bu)填(tian)充。這(zhe)種新材料有(you)可能(neng)會提高混凝(ning)土(tu)的(de)使用(yong)壽命，並(bing)有(you)效(xiao)降(jiang)低(di)混凝(ning)土(tu)結(jie)構(gou)的(de)維(wei)護成(cheng)本。

自愈(yu)合混凝(ning)土(tu)的(de)工作(zuo)原理

研(yan)究人員(yuan)將混凝(ning)土(tu)愈(yu)合所(suo)需(xu)的(de)細菌孢子(zi)和營養(yang)物質作(zuo)為(wei)顆(ke)粒(li)添(tian)加(jia)到(dao)混凝(ning)土(tu)配(pei)合料中，這(zhe)些能在強(qiang)堿性混凝(ning)土(tu)環境(jing)中生存數十年(nian)的(de)芽孢桿(gan)菌，利用(yong)乳(ru)酸(suan)丐作(zuo)為(wei)這(zhe)些細菌的(de)營養(yang)來(lai)源。但(dan)水又(you)成(cheng)了(le)微(wei)生物生長需要(yao)所缺(que)少(shao)的(de)成(cheng)分，因(yin)此(ci)，孢子(zi)處於休眠狀(zhuang)態。但(dan)當(dang)有(you)水接(jie)觸這(zhe)壹膠囊(nang)時(shi)，膠囊(nang)將(jiang)會融化，細菌將(jiang)開(kai)始(shi)生長，並(bing)以(yi)乳(ru)酸(suan)丐作(zuo)為(wei)營養(yang)來(lai)源生成(cheng)混凝(ning)土(tu)的(de)主要(yao)成(cheng)分石(shi)灰石(shi)。隨後，裂(lie)縫(feng)將(jiang)會“愈(yu)合"。自愈(yu)合混凝(ning)土(tu)中的(de)桿(gan)菌細(xi)菌可以(yi)在(zai)石灰石中生存,且能不斷地(di)產生孢子(zi)當(dang)水滲(shen)入(ru)其中的(de)時(shi)候(hou),桿(gan)菌細(xi)菌就(jiu)會自動(dong)生產出(chu)石(shi)灰(hui)石(shi),從(cong)而(er)修復(fu)好(hao)裂(lie)縫(feng),壹(yi)般(ban)歷(li)時(shi)3周就(jiu)可以(yi)完(wan)成(cheng)修復(fu)。現(xian)在還(hai)有(you)壹種(zhong)含(han)有(you)機鈣(gai)化合物的(de)產品也(ye)被開始添(tian)加進(jin)自愈(yu)合混凝(ning)土(tu)之中,以(yi)此(ci)來(lai)增快(kuai)自愈(yu)合混凝(ning)土(tu)的(de)自愈(yu)速度(du)。

低場(chang)核(he)磁(ci)共振(zhen)技術(shu)用(yong)於混凝(ning)土(tu)研究(jiu)

低場(chang)核(he)磁(ci)共振(zhen)很早(zao)就(jiu)被用(yong)來(lai)分析(xi)水泥(ni)的(de)反(fan)應(ying)的(de)過(guo)程(cheng),通過(guo)測(ce)試混合水泥(ni)漿(jiang)液(ye)在(zai)不同反(fan)應(ying)時(shi)間(jian)下的(de)弛(chi)豫時(shi)間(jian)譜(pu),以(yi)水分(fen)布的(de)變化反(fan)推(tui)水泥(ni)的(de)反(fan)應(ying)過(guo)程(cheng)。借(jie)助(zhu)低(di)場(chang)核(he)磁(ci)共振(zhen)技術(shu),可研(yan)究(jiu)新型水泥(ni)的(de)水化反(fan)應(ying)過(guo)程(cheng)。

低場核(he)磁(ci)共振(zhen)技術(shu)可在(zai)非破(po)壞(huai)條(tiao)件下連續監(jian)測(ce)水泥(ni)基(ji)材料孔(kong)結(jie)構(gou)的(de)發展(zhan)。在水泥(ni)基(ji)材料的(de)孔(kong)隙中,通常(chang)填(tian)充有(you)水分(fen)。在壹定的(de)射頻(pin)能(neng)的(de)激發下(xia),處在磁(ci)場中的(de)水分(fen)子會發生共振(zhen)現(xian)象(xiang),進(jin)而表(biao)現(xian)出(chu)弛(chi)豫行(xing)為,其弛(chi)豫時(shi)間(jian)的(de)長短(duan)與水分(fen)子所在的(de)孔(kong)隙尺寸(cun)有(you)著定量(liang)的(de)關系,因此(ci)能(neng)夠(gou)間(jian)接地(di)得(de)到(dao)孔(kong)結(jie)構(gou)的(de)信息。

受限流體的(de)弛(chi)豫主(zhu)要(yao)受制於表面(mian)弛(chi)豫的(de)影響(xiang)。對於特(te)定介(jie)質(zhi)而言,t2與多(duo)孔(kong)介質(zhi)的(de)比表面(mian)積相(xiang)關(guan),在孔(kong)隙率相(xiang)同時(shi),孔(kong)徑越(yue)小,比表面積(ji)越(yue)大(da),表(biao)面(mian)相互(hu)作(zuo)用(yong)的(de)影響(xiang)越(yue)強(qiang)烈,t2就(jiu)越(yue)短(duan)。對多孔(kong)介質(zhi)流體弛(chi)豫的(de)研究提供(gong)了(le)孔(kong)結(jie)構(gou)方(fang)面(mian)的(de)信息。