一體式水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質解決方案

低場時域核磁共振技術用于土壤中水分的運動機制研究 土壤作為一種包含多中成分：多種礦物質、多種有機質的復雜非穩(wěn)態(tài)的多孔介質，其吸水后，水分的滲透機理與典型穩(wěn)態(tài)多孔介質中水分的滲透機理相違背，而是先進入大孔，進入微孔則是一個緩慢、漫長的過程，這說明水分與土壤中的部分組分相互作用，從而改變了土壤的微觀結構。典型的解釋是：土壤吸水后，水分與土壤中的有機質相互作用，形成“凝膠相”，打開土壤中的微孔系，從而吸水膨脹。但內在機理有待進一步研究。 基于低場時域核磁共振技術，通過對土壤樣品的各個單獨組分（如蒙脫石、腐殖酸）及全土吸水后的弛豫時間測量和分析，得出：土壤中的水分進入微孔之所以是一個緩慢、漫長的過程，主要是因為土壤滲透如有機質和礦物顆粒的結合界面、破壞有機質和礦物顆粒之間的相互作用，從而使土壤中形成凝膠相，并打開礦物顆粒（蒙脫石粘土）的微孔系的時間較長。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析儀，能夠精確、全力的采集土壤樣品中所有孔徑對應的弛豫時間信號，優(yōu)化的軟硬件配置，滿足長時間在線測量要求，重復性好，為土壤中的水分運動機制研究提供一種精確、快速、方便的分析途徑。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化過程進行分析。一體式水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質解決方案

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。MAG-MED水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質水化過程分析檢測多孔介質的研究有助于提高工程結構的穩(wěn)定性和耐久性。

低場核磁共振是一種正在興起的快速無損檢測技術。具有測試速度快。靈敏度高、無損、綠色等優(yōu)點。已廣闊應用在食品品質控制、非酒精性脂肪肝等代謝疾病研究、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、巖芯等多孔介質領域。 水泥水化反應幾分鐘后，核磁共振縱向弛豫時間分布呈現(xiàn)兩個峰，一個是在100ms附近，反映水泥顆粒周圍自由水的弛豫信息；另一個是在2ms附近，反映水泥凝結之前包裹在絮凝結構中水的弛豫信息。研究發(fā)現(xiàn)，水泥水化進程中極長弛豫時間隨時間的變化呈現(xiàn)出５個階段，正好與水泥水化反應的初始反應、誘 導期、加速期、減速期和穩(wěn)定期相對應。 通過質子橫向弛豫來反映白水泥漿體的水化進程，發(fā)現(xiàn)從加水開始15min到200h，水泥漿體水化過程中出現(xiàn)５種不同的自旋質子群。研究中用自旋－自旋弛豫時間和信號量百分比來表征不同種類的自旋質子群，以此來監(jiān)測水泥漿體的水化進程，觀測研究結果與通過其它途徑測得的結果呈現(xiàn)良好一致性，證明了用核磁共振來研究水泥水化的可靠性。

基于低場時域核磁共振技術的土壤潤濕性評價標準探索 土壤的潤濕性其本質機制是水分進入土壤后所發(fā)生的一系列化學反應。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，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，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。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質磁共振分析儀可用于非常規(guī)巖芯的總體有機質含量（TOC ）檢測分析。

.規(guī)格化FID法的方法為：1. 所有測得的低于冰點的溫度下的FID信號以任一高于冰點的溫度的FID信號進行規(guī)格化；2. 在規(guī)格化后的FID曲線上確定，所有規(guī)格化后的FID曲線水平平行的點（即從該時間后，規(guī)格化話后的FID曲線水平平行）。則該時間點對于的FID信號的強度用于計算凍土中未凍水含量。 FIDx=(FID10-FID5)Tx/（T10-T5）+(FID5T10-FID10T5)/(T10-T5)----(1) 根據(jù)公式（1）確認不同溫度Tx下的FIDx的大小：其中FID10、FID5分別為10℃和5℃時的FID信號強度，T10=10℃、T5=5℃。 Wu=FIDX60Wg/FIDX-----（2） 根據(jù)公式（2）計算x溫度下的凍土中的未凍水含量Wu，其中FIDx由公式（1）確認，F(xiàn)IDx60為x溫度下的FID信號在60us時的信號強度（60us時規(guī)格化后的FID曲線水平平行，對于不同樣品該時間點不同），Wg為樣品中的重力水含量。土壤和巖芯的物理和化學性質影響多孔介質的性能。一體式水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質解決方案

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質磁共振分析儀可用于非常規(guī)巖芯油水飽和度檢測分析。一體式水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質解決方案

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(chǎn)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。 一體式水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質解決方案