随着全球气候变化问题日益严峻，建筑行业作为碳排放的重要来源之一，正积极探索更环保、更高效的生产方式。二氧化碳养护水泥基材料技术，结合低场核磁共振（LF-NMR）这一无损监测手段，为建筑材料的可持续发展提供了全新的解决方案。

建筑业减排迫在眉睫

全球范围内，建筑行业消耗着大量能源和资源，并排放海量温室气体。其中，水泥生产过程尤为突出，每生产1吨水泥约排放0.8-1吨二氧化碳。

传统水泥基材料养护一直面临着养护周期长、能耗高的问题，迫切需要革新性技术。

在这一背景下，二氧化碳养护水泥基材料技术应运而生。它不仅为水泥基材料的高效养护提供了解决方案，而且能够长期稳定地减少CO₂排放，实现水泥基材料养护成本的有效降低。

二氧化碳养护，变废为宝的创新之道

二氧化碳养护是一种创新的建筑材料生产技术，它通过利用工业排放的二氧化碳对混凝土进行养护，将温室气体转化为有价值的产品。

这种技术的基本原理是利用二氧化碳与水泥基材料中的水泥熟料及水化产物发生矿化反应，生成以方解石为主的碳酸钙（CaCO₃）沉淀和无定形高聚合度硅胶（SiO₂·nH₂O）

这一反应过程不仅减少了温室气体的排放，还提高了混凝土的早期强度和耐久性。通过矿化反应将CO₂转化为稳定的碳酸盐，实现了长期有效的碳封存。

与传统的自然养护和蒸汽养护相比，二氧化碳养护具有显著优势：

缩短养护周期：二氧化碳养护能大幅缩短混凝土制品的生产周期，提高生产效率；

提升材料性能：改善水泥浆体的孔隙结构，提高混凝土的强度和耐久性；

固化二氧化碳：实现工业排放碳的固定和利用，助力碳中和目标。

低场核磁共振，洞察微观世界的“慧眼"

要深入理解二氧化碳养护水泥基材料的过程，就需要一种能够实时观察材料内部结构变化的技术。低场核磁共振（LF-NMR）技术正好满足了这一需求。

LF-NMR技术是一种快速、无损、精确的分析方法，在材料科学领域得到了广泛应用。

它以水中的¹H核为探针，可原状、无损、快速、准确测试分析多孔介质内部水分含量及其所处物理约束状态。

在水泥基材料研究中，LF-NMR技术能够准确测定材料的孔隙结构、含水量以及分子运动状态，为材料的优化提供了重要数据支持。

这项技术对水泥基材料纳微米尺度微结构随时间动态变化特性的测试表征具有独特的技术优势。

双剑合璧，技术与监测的完-美融合

将低场核磁共振技术应用于二氧化碳养护水泥基材料过程，可以实现实时监测材料内部的物理和化学变化，为研究人员提供前所-未有的洞察力。

在二氧化碳养护过程中，同步进行低场核磁共振测试，如一维弛豫时间、二维组分分布等测试，便于对混凝土实时养护发育过程进行动态研究。

通过LF-NMR技术，研究人员可以观察到二氧化碳养护过程中材料孔隙结构的变化，水分含量的变化以及水分子状态的变化，从而深入理解养护机理。

应用案例：定量表征水泥水化程度

挑战与展望，未来之路任重道远

尽管二氧化碳养护水泥基材料技术展现出良好的应用前景，但要实现大规模产业化应用，仍面临一些挑战。养护条件的精确控制是关键因素，预养护时间、相对湿度、水胶比、CO2浓度、养护压力和温度等养护条件都会影响水泥基材料CO₂矿化养护后的性能、固碳率以及矿化程度。

未来研究需要进一步加强二氧化碳对水泥水化过程以及对水泥基材料耐久性等方向的影响研究。低场核磁共振技术在水泥基材料中的应用也需要解决数据可靠性、结果稳定性和模型与应用适配性等问题。随着技术不断成熟和深入研究，二氧化碳养护技术与低场核磁共振监测的结合，有望在绿色建筑材料开发、碳捕获与封存技术等领域发挥更为重要的作用。