小核磁水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質應用研究

PM-1030 是用于測試水泥和混凝土樣品的臺式磁共振分析系統(tǒng)，儀器采用磁共振電子控制中心部件，配備的數(shù)據(jù)采集和分析軟件。主要用于對水泥、混凝土和巖石材料中水分物性、孔隙物性、水化過程、干燥過程、水分遷移等的測量分析，材料的微觀結構，裂縫變化，對水分的吸收，酸腐蝕研究，鹽類在孔隙中的形成，致密水泥中的強力束縛水和水分對混凝土物理參數(shù)的影響。

本應用實驗是干燥的灰水泥樣本1-2與白水泥樣本2-1CPMG(T2)信號與反演譜。主峰區(qū)域表示束縛水含量，其中白水泥樣品中在主峰左側出現(xiàn)一個額外的T2峰，可能為樣品中結合水產生（進一步分析可參照下述T1-T2二維譜圖），其中灰水泥樣本主峰對應的弛豫時間（0.169ms）相較白水泥樣本主峰（0.442ms）左移，可能的原因為灰水泥樣本中含有鐵磁質。 其內部有大量不規(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。小核磁水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質應用研究

小型核磁共振是核磁共振技術的一種獨特實現(xiàn)形式，近年來憑借便捷、綠色和準確的優(yōu)勢，在工業(yè)、醫(yī)學、農業(yè)、食品、材料等研究領域涌現(xiàn)出大量新方法、新應用。小型核磁共振精華在于一個“小”字，它賦予核磁共振技術眾多新特性和新生命力。 成本經濟化：核磁共振硬件的小型化直接降低了制造的成本，是實現(xiàn)規(guī)?；瘧玫牡诙髢?yōu)勢。小型的核磁共振通常采用成本降低的永磁體作構建主磁場，硬件本身降低的同時，維護、屏蔽和場地成本也極大降低。隨著經濟性的提升，科研機構逐步流行配置小型核磁共振儀器開展基礎教學和科學研究的選項。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質凍土未凍水檢測水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質磁共振分析儀可對水泥基材料的水分含量和水分分布進行研究。

核磁共振技術作為一種無損的、非侵入式且可定量的檢測方法，已經用于水泥基材料的水化過程的測量。大量研究表明，水泥基材料水化過程中存在結晶水、層間水、凝膠孔水和毛細孔水等四種成分，隨著水化反應的進行，上述四種成分含量也會發(fā)生變化。1H核磁共振技術利用H原子作為探針，可以在不需要預處理、不破壞水泥樣本結構的情況下，對水泥水化過程進行實時檢測。目前，大多數(shù)用于水泥基材料的低場核磁共振分析方法都依賴于一維T1、T2測量方法，使用一維核磁共振測量方法對于準確解釋水泥系統(tǒng)可能存在困難。因此，為了提高分辨率以及同時獲得水泥樣本的T1、T2弛豫信息，二維T1-T2相關測量方法開始用于水泥基材料的檢測中，可獲得清晰的水分子動力學、成分變化等相關信息。

(1) 為了解水稻土轉變?yōu)樵O施蔬菜地后土壤水分的相態(tài)變化，該研究在田間土壤調查的基礎上，結合低場核磁測氫 技術，評價了田間狀態(tài)的水稻土和不同轉化年限設施蔬菜地土壤水分的相態(tài)分布情況。結果表明：隨著轉化時間的延長， 耕層土壤大孔隙吸持的自由水比重下降，土壤小孔隙吸持的束縛水比重上升，犁底層土壤水分的相態(tài)分布卻無明顯變化， 土壤水分吸持性能在轉化時間序列上呈現(xiàn)下降的趨勢，但長期施用有機肥可以優(yōu)化耕層質量，提升土壤大孔隙吸持自由水的能力，改善土壤水分供釋性能；水稻土轉化為設施蔬菜地土壤 2 a 后，出現(xiàn)新犁底層，使得原有的耕層土壤變薄，土 壤水分吸持性能下降。核磁共振作為一種新的技術手段，可以實現(xiàn)實時、快速、準確地檢測土壤水分的相態(tài)變化，可為 設施農業(yè)的可持續(xù)管理提供新的技術支持。核磁共振是指具有固定磁距的原子核，在恒定磁場與交變磁場的作用下，與交變磁場發(fā)生能量。

基于低場時域核磁共振技術的土壤潤濕性評價標準的探索 土壤的憎水性是土壤潤濕性差的直接體現(xiàn)，通常是由于土壤中的有機物在土壤表層形成一層覆層，從而阻礙水分在土壤中的吸收。 從低場時域核磁共振技術理論來看，土壤潤濕性差主要表現(xiàn)為：土壤的水分以自由水的形式存在，其橫向弛豫時間（T2）當量通常大于1000ms量級。土壤潤濕性優(yōu)主要表現(xiàn)為：土壤中的水分快速吸收，以束縛水形式存在，其橫向弛豫時間（T2）反演譜圖上有兩個在在1ms-10ms，10ms-100ms當量的譜峰。因此，通過計算其弛豫時間的幾何平均數(shù)，即加權平均T2弛豫時間，可定性評價土壤的潤濕性：在土壤樣品中加水后，短時間內（幾天）持續(xù)測量其橫向弛豫時間T2，并計算加權平均橫向弛豫時間T2gm，如T2gm大于1000ms，那么該土壤樣品潤濕性差，表現(xiàn)為憎水性；如T2gm小于1000ms，且變化不大，那么該土壤樣品潤濕性好，持水能力強。 MAGMED磁共振土壤分析儀，以其優(yōu)化的場強、探頭系統(tǒng)等硬件配置，功能強大的軟件分析系統(tǒng)，可對土壤樣品中的水分信息進行全力精確的測量，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。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質弛豫分析技術可獲得物質中與分子動力學特性相關的弛豫信號。低場時域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質系統(tǒng)

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質磁共振分析儀可對水泥基材料對水分的吸收及酸腐蝕進行研究。小核磁水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質應用研究

(1)對水稻田轉化為設施菜地土壤質量的演變按研究側重點不同大致分為3個方面：土壤物理性質、土壤化學性質和土壤生物學性質演變。在土壤物理性質的演變方面，對水稻田和種植年限分別為<5、5～10、>10a的溫室菜地土壤耕層容重研究發(fā)現(xiàn)，水稻田土壤容重為1.35g/cm3，不同轉化年限設施菜地的土壤容重分別為1.40、1.55、1.56g/cm3，在時間序列上呈現(xiàn)遞增趨勢。對天津不同種植年限蔬菜地研究發(fā)現(xiàn)，隨著蔬菜種植年限的延長，土壤的容重變大，土壤結構性變差，土壤飽和含水量、田間持水量、有效水含量及萎蔫含水量均呈現(xiàn)不同程度的下降，土壤水分的吸持性能和供釋能力變差。小核磁水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質應用研究