低场核磁共振技术：解锁二氧化碳水泥养护碳吸收碳封存实验新密码

在 “双碳" 目标引-领下，水泥行业作为碳排放大户（占全-球人为碳排放的 7%~8%），碳减排压力日益凸显。而二氧化碳水泥养护技术，既能实现水泥制品强度提升，又能将 CO₂永-久封存于水泥基体中，成为行业碳减排的关键方向。但如何精准捕捉养护过程中碳吸收、碳封存的动态规律？低场核磁共振技术以其无创、实时、精准的优势，正成为该领域实验研究的 “核心工具"。

一、水泥行业碳减排痛点：CO₂养护的 “看不见" 难题

传统水泥养护多采用水养方式，不仅耗水量大，还无法实现碳减排。而二氧化碳养护技术，是通过将 CO₂通入水泥制品，使其与水泥中的硅酸三钙、硅酸二钙等矿物发生碳化反应，生成碳酸钙等物质 —— 既填充水泥内部孔隙、提升制品强度，又能将 CO₂固定下来，实现 “碳封存"。

但实验研究中，核心难题始终存在：碳吸收量如何精准量化？碳封存的微观机理（如孔隙结构变化、碳化产物分布）如何实时追踪？传统检测方法（如称重法、电镜观察）要么无法实时监测，要么会对样品造成破坏，难以全面捕捉养护过程的动态变化。而低场核磁共振技术的出现，恰好破解了这一 “看不见、测不准" 的困境。

二、低场核磁共振技术：为何适配 CO₂水泥养护实验？

低场核磁共振（LF-NMR）技术基于原子核磁共振现象，通过检测水泥样品中氢核（H）的弛豫信号，就能反推样品内部的微观结构变化 —— 这与 CO₂水泥养护实验的需求高度契合：

无创实时监测：无需破坏样品，可全程追踪养护过程中水泥内部孔隙、水分、碳化产物的动态变化，避免传统方法 “一测即毁" 的弊端；

精准量化分析：通过 T₂弛豫时间谱、孔隙度分布等数据，能精准计算碳吸收量、碳封存效率，以及水泥孔隙的细化程度；

操作便捷高效：实验设备成本相对较低、测试速度快，适合批量样品检测和长期动态实验，大幅提升研究效率。

三、低场核磁共振技术在 CO₂水泥养护碳吸收碳封存实验中的实操应用

1. 实验样品与养护方案设计

选取普通硅酸盐水泥制备标准试件（如 40mm×40mm×160mm 棱柱体），分为两组：对照组采用标准水养，实验组采用 CO₂养护（控制 CO₂浓度 20%~100%、温度 20~60℃、湿度 50%~90%）。实验核心是用低场核磁共振设备，全程监测两组样品的微观变化。

2. 低场核磁检测指标与数据分析

孔隙结构监测：水泥中的水分存在于不同尺寸孔隙中（大孔、中孔、小孔），氢核弛豫信号与孔隙尺寸正相关。CO₂养护时，碳化产物填充孔隙，大孔减少、小孔增多，T₂弛豫时间谱会向短弛豫时间方向偏移 —— 通过谱图变化可精准分析孔隙细化程度，间接反映碳封存效果；

碳吸收量量化：碳化反应会消耗水泥中的结合水，结合水的氢核信号强度会随碳吸收量增加而降低。通过对比养护前后氢核信号强度变化，可建立 “信号强度 - 碳吸收量" 关联模型，实现碳吸收量的实时量化；

碳化深度追踪：随着 CO₂向水泥内部渗透，碳化区域的氢核信号会发生特征变化。通过分析不同养护时间下的核磁信号分布，可精准追踪碳化深度，判断碳封存的均匀性。

四、实验价值：低场核磁助力水泥碳封存技术落地

通过低场核磁共振技术的实验研究，可明确 CO₂养护参数（浓度、温度、时间）与碳吸收量、水泥强度、孔隙结构的关联规律 —— 比如找到 “碳封存效率-最-高 + 水泥强度最-优" 的养护参数组合，为工业化应用提供数据支撑。

例如，实验发现：在 CO₂浓度 70%、温度 40℃、养护 24h 条件下，水泥试件碳吸收量可达 25kg/m3，抗压强度较水养提升 30%，且孔隙率降低 15%。这些数据通过低场核磁技术精准获取，为水泥行业碳减排提供了可落地的技术路径。

五、展望：低场核磁开启水泥碳封存研究新赛道

随着 “双碳" 目标推进，二氧化碳水泥养护技术将迎来规模化应用，而低场核磁共振技术作为 “微观探测利器"，未来将在更多场景发挥作用：比如研究不同水泥品种（低热水泥、硫铝酸盐水泥）的碳封存特性，优化工业级 CO₂养护设备参数，甚至监测服役期水泥制品的碳封存稳定性。

低场核磁共振技术与二氧化碳水泥养护的结合，不仅解决了碳吸收碳封存实验的检测难题，更推动了水泥行业从 “高碳生产" 向 “低碳养护" 的转型，为实现 “双碳" 目标注入强劲动力。