低場時域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)液體飽和度檢測

MAG-MED核磁共振分析儀通過弛豫時間長短的測量能夠有效區(qū)分樣品中不同水分含量及比例、樣品中孔徑大小的分布及孔隙變化信息。 土壤、凍土、巖石材料中的自由水、束縛水、不同相態(tài)水。由于水分子中的氫原子核運動能力差異：束縛水相對自由水其氫原子核運動受到束縛強。固態(tài)水（冰）相較液態(tài)水其氫原子核運動受到的束縛強。所以其弛豫時間存在差異。束縛強的氫原子核弛豫時間短。運動相對自由的氫原子核弛豫長。同理。小孔中水分的氫原子核運動束縛強。弛豫時間短；而大孔中水分的氫原子核運動相對自由。弛豫時間長。低場核磁共振弛豫分析儀軟件是整個儀器的靈魂。主要完成射頻脈沖發(fā)射和信號檢測的控制。低場時域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)液體飽和度檢測

巖石和土體是天然形成的多孔介質(zhì)材料，其內(nèi)部有大量不規(guī)則、多尺度的孔隙，并且還存在不同狀態(tài)和不同數(shù)量的水分。由于土體和巖體的力學(xué)性質(zhì)、工程的施工方法、及其邊坡的安全穩(wěn)定與其中水分和孔隙的變化息息相關(guān)，巖土體中的水分變化和孔隙變化對整個結(jié)構(gòu)的力學(xué)性質(zhì)有著很大的影響，因此，掌握巖土體中孔隙結(jié)構(gòu)及水分變化對工程非常重要。核磁共振技術(shù)是一種可以測得多孔介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部水分分布狀態(tài)的先進技術(shù)，在研究水和孔隙的變化上有突出貢獻，對提高工程安全和工程質(zhì)量非常有幫助。小核磁水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于非常規(guī)巖芯的產(chǎn)油產(chǎn)氣過程模擬等檢測分析。

水泥基材料的水化包括四個階段: 反應(yīng)期、誘導(dǎo)期、加速期和減速期。水泥漿體的 T1 ( 縱向弛豫時間) 和 T2 ( 橫向弛豫時間) 隨著水化的進行而逐漸減小，其中T1 能夠反映水泥水化的不同階段，對水泥基材料孔結(jié)構(gòu)的研究主要有三個方面的指標: 孔隙率、孔尺度分布和孔比表面積， 常用的方法是壓汞法和氣體吸附法，在研究過程中，這兩種方法均需將樣品進行預(yù)先干燥，這很容易導(dǎo)致樣品中的微孔結(jié)構(gòu)遭到破壞，而且不能對同一個樣品進行連續(xù)測試，難以得到孔結(jié)構(gòu)連續(xù)變化的特征。而核磁共振技術(shù)可在非破壞條件下，可以連續(xù)測試水泥基材料的孔結(jié)構(gòu)的變化，極大地促進水泥基材料的研究。

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)核磁共振檢測技術(shù)特點 測量目標原子核的特一性 由于不同的原子核在相同的磁場強度下。有不同的進動頻率。所以我們在測量某一原子核的信號時。不會受到其他原子核的干擾。如在測量1H原子核時不會收到19F原子核的干擾。反之亦然。 通過T1、 T2的測量，實現(xiàn)不同樣品的組分分析。 弛豫時間T1、 T2由樣品性質(zhì)決定。包括樣品中原子核所處物理化學(xué)環(huán)境、細胞環(huán)境、樣品中原子核數(shù)目、樣品的相態(tài)等。因此，分析樣品中目標原子核的T1、 T2值?？蓪崿F(xiàn)研究樣品的物理和化學(xué)性質(zhì)。 優(yōu)點： 直接測量，無需任何處理。 樣品無損傷分析，可進行重復(fù)測量。 環(huán)保、無毒、無任何副作用。 低場核磁共振是一種正在興起的快速無損檢測技術(shù)。具有測試速度快。靈敏度高、無損、綠色等優(yōu)點。已廣闊應(yīng)用在食品品質(zhì)控制、非酒精性脂肪肝等代謝疾病、石油勘探、水泥水化過程分析、水泥基材料不同配方選擇、土壤水分物性及孔隙物性研究、土壤固體有機質(zhì)探測、非常規(guī)巖芯總體孔隙度及有效孔隙度檢測、油水氣飽等水泥基材料、土壤、巖芯等多孔介質(zhì)領(lǐng)域。增加核磁共振磁場強度能夠提高檢測的靈敏度，增加核磁共振磁場均勻性能夠提高弛豫信號質(zhì)量。

基于低場時域核磁共振技術(shù)的土壤潤濕性評價標準探索 土壤的潤濕性其本質(zhì)機制是水分進入土壤后所發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)。水分進入土壤后，其有兩個進程，first個為快速吸收，這主要是由于干燥的有機物吸水、膨脹，形成凝膠，并產(chǎn)生微孔；第二個進程主要體現(xiàn)在具有憎水性的土壤中，即土壤顆粒表面的憎水性有機物覆層與載體-土壤顆粒之間的連接，因水分的滲透作用而發(fā)生破壞，該過程伴隨少量的吸水量，且持續(xù)時間較長。基于低場時域磁共振技術(shù)，通過測量土壤樣品中的水分的橫向弛豫時間及其分布發(fā)現(xiàn)：當憎水性土壤暴露在水分中足夠長的時間，其與同類型的潤濕性能優(yōu)異的土壤將達到相同或相似的水分分布平衡狀態(tài)?；诖?，低場時域核磁共振技術(shù)，為評價土壤的潤濕性提供了一條可行的途徑：通過計算土壤樣品的加權(quán)平均T2橫向弛豫時間T2gm，即當土壤樣品暴露于水中足夠長的時間后，其T2gm持續(xù)降低，并在3周后，降低一個數(shù)量級，則說明該土壤為憎水性土壤，潤濕性能較差。 磁共振土壤分析儀，采用優(yōu)化的磁場強度、探頭系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)等硬件配置，功能強大的軟件分析系統(tǒng)，可對土壤樣品進行長時間在線精確測量，可為土壤潤濕性評價分析提供一種高效、快捷、精確分析途徑。低場核磁共振技術(shù)對儀器環(huán)境要求不高，具有操作簡單快捷、檢測速度快、對人體無輻射。低場時域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)有效孔隙度檢測

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可對水泥基材料的水化過程進行分析。低場時域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)液體飽和度檢測

T2值與孔隙直徑r正相關(guān)，即T2值小孔隙就小，T2 值大孔隙就大。因此核磁共振T2譜測試結(jié)果可間接反映試件內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)。T2時間越短，水的流動性越差。因此，T2譜的3個峰依次對應(yīng)飽水試件中吸附水、孔隙水和自由水中氫核的核磁共振信號。隨鋼渣粉摻量增加，主峰右移、主峰峰值與峰面積明顯增大。主峰分布在較小T2時間處，其余2個波峰峰面積均較小，反映試件中的水主要以吸附水的形式存在。譜峰所處的位置表征試件孔徑大小，譜峰面積體現(xiàn)相應(yīng)孔徑數(shù)量的多少，峰面積與含水量成正比，相應(yīng)的峰面積變化間接反映試件中水（吸附水、孔隙水、自由水）的變化。主峰面積變化幅度明顯大于其2 個波峰，表明鋼渣粉替代量、比表面積不同，試件中吸附水含量變化較大，試件中孔隙水、自由水變化不大。低場時域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)液體飽和度檢測

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