二氧化碳養護水泥技術，結合低場核磁共振（LF-NMR）這一無損監測手段，為建筑領域節能減排提供了富有前景的解決方案。下面就來聊聊二氧化碳水泥養護技術如何吸收和封存碳，以及低場核磁共振技術在其中發揮的關鍵作用。

二氧化碳養護與碳捕獲技術

二氧化碳養護是一種創新的建筑材料生產技術，它通過利用工業排放的二氧化碳對混凝土進行養護。

這背后的核心是碳化反應：二氧化碳與水泥水化產物中的氫氧化鈣等組分反應，生成碳酸鈣（CaCO3）和硅膠。

這個過程不僅固定了二氧化碳，也改變了材料的微觀結構。

具體來說，這種技術主要通過兩種方式實現碳捕獲：

直接碳化：二氧化碳氣體在壓力下被強制送入混凝土內部，與水泥中的鈣、鎂等陽離子直接反應，形成穩定的碳酸鹽礦物。

利用工業固廢：一些研究探索使用工業副產品作為原材料。例如，利用赤泥和粉煤灰制備的地聚物注漿材料，在CO?養護下也能發生碳化反應，封存二氧化碳。

低場核磁共振技術的監測作用

低場核磁共振（LF-NMR）技術，作為一種快速、無損、精確的分析方法，在材料科學領域得到了廣泛應用。

它就像一雙“微觀眼"，讓我們能實時、無損地窺探水泥基材料在二氧化碳養護過程中內部的細微變化。

1. 追蹤水分消耗與遷移
LF-NMR技術能夠準確測定材料中的含水量及水分子的狀態變化。在二氧化碳養護過程中，水泥孔隙中的水分會參與反應。通過監測LF-NMR信號（主要是氫核信號）的弛豫時間和信號幅度變化，可以推斷水分的消耗、遷移以及反應進程。

2. 揭示孔隙結構演變
二氧化碳養護會顯著影響水泥基材料的孔隙結構。LF-NMR的弛豫時間分布與材料的孔隙結構密切相關。研究表明，在二氧化碳養護水泥過程中，LF-NMR的整體信號隨著養護時間的變長呈現左移（弛豫時間變短）、且不斷降低的表現。這反映了材料內部孔隙的細化以及水分狀態的改變。

3. 區分不同狀態的水分
通過先進的信號反演模型（如APRIL模型），LF-NMR甚至可以將養護過程中水泥基材料內部的層間水、凝膠水以及毛細水進行有效劃分。這有助于研究者更精細地理解二氧化碳與不同組分水分的反應過程。

應用案例：定量表征水泥水化程度

實際應用與未來展望

在實際操作中，研究人員會先將水泥試樣進行預養護，然后將其置于專用的核磁共振夾持器中，通入一定壓力和濃度的二氧化碳進行養護，并同步進行LF-NMR測試。這種方法集養護與實時在線監測于一體，為優化養護工藝（如確定最佳養護時間、壓力、二氧化碳濃度）提供了直接的數據支持。

盡管二氧化碳養護水泥技術展現出良好的應用前景，但要實現大規模產業化應用，仍面臨一些挑戰，例如需要進一步研究二氧化碳對水泥水化過程及材料長期耐久性的影響。

低場核磁共振技術在此過程中，也將繼續作為強大的研究工具，幫助科學家們更深入地理解反應機理，優化工藝參數，推動這項綠色技術走向成熟。