無(wú)損傷水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)技術(shù)介紹

Soil-2260磁共振土壤分析儀是由江蘇麥格瑞電子科技有限公司研發(fā)設(shè)計(jì)。配合22MHz系列的土壤分析儀使用的檢測(cè)軟件。磁共振土壤分析儀可以安裝在Windows 10 64bit（推薦）系統(tǒng)下。用來(lái)測(cè)量樣本信號(hào)和進(jìn)行信號(hào)的后處理。通過(guò)使用土壤分析儀和磁共振土壤分析儀軟件。用戶可以快速的得到樣本的水分含量?？紫堵?、含氫率等信息。 磁共振土壤分析儀軟件的主要功能與操作包括探頭參數(shù)設(shè)置與自檢功能、脈沖檢測(cè)功能和數(shù)據(jù)處理功能。 磁共振土壤分析儀軟件檢測(cè)功能。即利用不同NMR脈沖序列。對(duì)探頭中的待測(cè)樣本進(jìn)行信號(hào)獲取。SoilNMR提供低場(chǎng)核磁共振檢測(cè)中常用的一維和二維脈沖序列。其中一維脈沖序列包括：OnePulse脈沖序列、CPMG脈沖序列、IR脈沖序列、SR脈沖序列。二維的脈沖序列包括：T1-T2二維脈沖序列。核磁共振弛豫分析技術(shù)則根據(jù)物體內(nèi)部不同物質(zhì)的弛豫特性實(shí)現(xiàn)物質(zhì)組分的鑒別和定量分析。無(wú)損傷水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)技術(shù)介紹

核磁共振技術(shù)作為一種無(wú)損的、非侵入式且可定量的檢測(cè)方法，已經(jīng)用于水泥基材料的水化過(guò)程的測(cè)量。大量研究表明，水泥基材料水化過(guò)程中存在結(jié)晶水、層間水、凝膠孔水和毛細(xì)孔水等四種成分，隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，上述四種成分含量也會(huì)發(fā)生變化。1H核磁共振技術(shù)利用H原子作為探針，可以在不需要預(yù)處理、不破壞水泥樣本結(jié)構(gòu)的情況下，對(duì)水泥水化過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。目前，大多數(shù)用于水泥基材料的低場(chǎng)核磁共振分析方法都依賴于一維T1、T2測(cè)量方法，使用一維核磁共振測(cè)量方法對(duì)于準(zhǔn)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(shí)獲得水泥樣本的T1、T2弛豫信息，二維T1-T2相關(guān)測(cè)量方法開始用于水泥基材料的檢測(cè)中，可獲得清晰的水分子動(dòng)力學(xué)、成分變化等相關(guān)信息。高精度磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)孔徑分布檢測(cè)水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振弛豫分析技術(shù)是核磁共振技術(shù)的一個(gè)分支被應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)。

低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)（弛豫時(shí)間理論）以其無(wú)損、無(wú)侵入、檢測(cè)時(shí)間短、可檢測(cè)至更加微觀的維度等特點(diǎn)，在土壤分析領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越被科研工作者關(guān)注，尤其在土壤孔隙表征方面，包括孔徑大小測(cè)量、孔徑分布分析等。與X-Ray計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)（X-Ray Computed tomography）相比，低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)檢測(cè)更快，可對(duì)土壤中的納米級(jí)孔隙進(jìn)行定量分析，可用于研究土壤不同系統(tǒng)中的水動(dòng)力學(xué)研究，如陶土/水系統(tǒng)、有機(jī)物/水系統(tǒng)等。核磁共振弛豫理論應(yīng)用在70年代極先被引入土壤研究領(lǐng)域，用于測(cè)量土壤樣品中的水含量，之后隨著技術(shù)理論的越來(lái)越成熟，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，如泥煤樣品中水的表征、水與土壤的相互作用、有機(jī)物與土壤的相互作用等。而對(duì)于土壤孔隙特征的表征應(yīng)用則開始于90年代，從極初的輔助定性分析，到精確定量表征，從精度要求不高的大尺寸孔隙表征，到納米級(jí)孔隙的分布研究，從單一的表征孔隙，到研究土壤中溶質(zhì)變化、土壤中有機(jī)質(zhì)和陶土膨脹對(duì)孔隙影響的系統(tǒng)研究，與土壤科學(xué)研究領(lǐng)域傳統(tǒng)方法相比，低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)正以其獨(dú)特的技術(shù)先進(jìn)性，成為土壤科學(xué)研究領(lǐng)域越來(lái)越重要的研究手段和方法。

核磁共振是指處于靜磁場(chǎng)中的具有自旋屬性的原子核。如氫（1H）、氟（19F）、碳（13C）等。在另一交變磁場(chǎng)作用下自旋能級(jí)發(fā)生塞曼分裂。共振吸收某一特定頻率的射頻輻射的物理過(guò)程。低場(chǎng)核磁共振是一種正在興起的快速無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。具有測(cè)試速度快。靈敏度高、無(wú)損、綠色等優(yōu)點(diǎn)。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(guò)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(jī)質(zhì)探測(cè)、非常規(guī)巖芯總體孔隙度及有效孔隙度檢測(cè)、油水氣飽等水泥基材料、土壤、巖芯等多孔介質(zhì)領(lǐng)域。 低場(chǎng)核磁設(shè)備一般采用永磁體。測(cè)試樣品介于兩磁極中心。通過(guò)特殊的激勵(lì)與信號(hào)處理即可得到穩(wěn)定的核磁共振信號(hào)。主要測(cè)試參數(shù)包括縱向弛豫時(shí)間、橫向弛豫時(shí)間、自擴(kuò)散系數(shù)等。其體積與重量較小。易于移動(dòng)。而且操作簡(jiǎn)單。易于維護(hù)。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可對(duì)水泥基材料的水分含量和水分分布進(jìn)行研究。

潤(rùn)濕性：存在兩種非混相流體時(shí)，其中某一相流體沿固體表面延展或附著的傾向性。衡量標(biāo)準(zhǔn)：1）接觸角：0-完全潤(rùn)濕；<90-潤(rùn)濕好；>90-潤(rùn)濕不好，=180-完全不潤(rùn)濕2）附著功：?jiǎn)挝幻娣e固-液界面在第三相（一般為空氣）中拉開所做的功接觸角越小，附著功越大潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)現(xiàn)象：固體表面+活性劑改變水油潤(rùn)濕性（砂巖采油提高采收率）潤(rùn)濕滯后現(xiàn)象：一相驅(qū)替另一相過(guò)程中出現(xiàn)的潤(rùn)濕現(xiàn)象，分為靜潤(rùn)濕滯后、動(dòng)潤(rùn)濕滯后（接觸角-前進(jìn)角、后退角）測(cè)量方法：1）直接法：接觸角法2）吊板法：界面張力3）間接法：自吸或自吸離心法非常規(guī)巖芯磁共振分析儀特有T1-T2二維脈沖，可區(qū)分樣品中不同的含氫組分，如水、油、氣、油母瀝青等。磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)弛豫分析

多孔介質(zhì)在水利工程、土木工程等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。無(wú)損傷水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)技術(shù)介紹

孔隙結(jié)構(gòu)：?jiǎn)沃?、雙重、三重孔隙介質(zhì)；共六種孔隙結(jié)構(gòu)類型

1、單重孔隙介質(zhì)

1）粒間孔隙結(jié)構(gòu)：由大小形狀不同的顆粒組成，顆粒間間隙被膠結(jié)物質(zhì)填充；（等效球體-等直徑/變截面微毛細(xì)管-網(wǎng)絡(luò)模型）

2）純裂縫結(jié)構(gòu)：不規(guī)則、不滲透；（裂縫網(wǎng)絡(luò)分隔）

2、雙重孔隙介質(zhì)

1）裂縫-孔隙結(jié)構(gòu)：粒間孔隙介質(zhì)又被裂縫分隔為多個(gè)塊狀單元；（雙重孔隙度、滲透率）

2）溶洞-孔隙結(jié)構(gòu)：粒間孔隙巖石中分布著大的溶洞，尺寸超過(guò)毛細(xì)管大?。唬▋煞N流動(dòng)規(guī)律：粒間孔滲流規(guī)律、溶洞孔納維斯托克斯方程）

3、三重孔隙介質(zhì)

1）孔隙-微裂縫-大洞穴

2）孔隙-微裂縫-大裂縫 無(wú)損傷水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)技術(shù)介紹