氫核磁核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)

基于低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)的土壤潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)探索 土壤的潤(rùn)濕性其本質(zhì)機(jī)制是水分進(jìn)入土壤后所發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)。水分進(jìn)入土壤后，其有兩個(gè)進(jìn)程，first個(gè)為快速吸收，這主要是由于干燥的有機(jī)物吸水、膨脹，形成凝膠，并產(chǎn)生微孔；第二個(gè)進(jìn)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(jī)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(guò)程伴隨少量的吸水量，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。基于低場(chǎng)時(shí)域磁共振技術(shù)，通過(guò)測(cè)量土壤樣品中的水分的橫向弛豫時(shí)間及其分布發(fā)現(xiàn)：當(dāng)憎水性土壤暴露在水分中足夠長(zhǎng)的時(shí)間，其與同類型的潤(rùn)濕性能優(yōu)異的土壤將達(dá)到相同或相似的水分分布平衡狀態(tài)。基于此，低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)，為評(píng)價(jià)土壤的潤(rùn)濕性提供了一條可行的途徑：通過(guò)計(jì)算土壤樣品的加權(quán)平均T2橫向弛豫時(shí)間T2gm，即當(dāng)土壤樣品暴露于水中足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，其T2gm持續(xù)降低，并在3周后，降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，則說(shuō)明該土壤為憎水性土壤，潤(rùn)濕性能較差。 磁共振土壤分析儀，采用優(yōu)化的磁場(chǎng)強(qiáng)度、探頭系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)等硬件配置，功能強(qiáng)大的軟件分析系統(tǒng)，可對(duì)土壤樣品進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間在線精確測(cè)量，可為土壤潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)分析提供一種高效、快捷、精確分析途徑。小型核磁共振儀器能夠從頻率維度、空間維度和時(shí)間維度信息表征物體特性。氫核磁核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)

水泥基材料仍然是世界上極重要的工程材料之一。盡管水泥基材料廣闊應(yīng)用到工程建設(shè)中已有很長(zhǎng) 時(shí)間，然而鑒于測(cè)試手段的限制，人們對(duì)水泥的水化進(jìn)程、水化過(guò)程中微觀結(jié)構(gòu)的形成及其與水泥基材料宏觀性能間的關(guān)系等內(nèi)容并不完全清楚。自核磁共振這一物理現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，核磁共振測(cè)試技術(shù)已經(jīng)廣闊應(yīng)用到生物制藥、食品安全和材料表征等領(lǐng)域。 近年來(lái)，隨著低場(chǎng)核磁共振技術(shù)的發(fā)展，其逐漸被應(yīng)用到水泥基材料的研究中，它可以提供關(guān)于水泥基材料的孔隙率、 孔徑分布和水化動(dòng)力學(xué)等方面的信息，成為表征水泥基材料的一種重要手段。高精度NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)有效孔隙度檢測(cè)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)巖芯中油和水的溫度壓力特性檢測(cè)分析。

PM-1030磁共振水泥基材料分析儀技術(shù)性能 1)10MHz磁共振頻率和30mm直徑的樣品尺寸。提高測(cè)量的信噪比。確保儀器的高靈敏度； 2)特殊的探頭設(shè)計(jì)。探頭死時(shí)間短于15us。可完整的采集樣品中固體及液體信號(hào)。從而獲得全部的物理屬性和含氫分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)； 3)高效的探頭散熱模式。可將測(cè)量時(shí)探頭產(chǎn)生的熱量帶出。確保測(cè)量的穩(wěn)定性； 4)基于貝葉斯算法的磁共振信號(hào)一維反演分析功能。可準(zhǔn)確獲得T1和T2弛豫時(shí)間分布；專有的二維數(shù)據(jù)分析方法?？芍亟MT1 -T2 /T2 -T2二維相關(guān)譜圖； 5)基于PID算法的溫控系統(tǒng)。使磁體的場(chǎng)強(qiáng)變化保持在200Hz/h。確保測(cè)量結(jié)果的可靠性與穩(wěn)定性； 6)較短的樣品管設(shè)計(jì)。便于水泥樣品的配置和制作； 7)在增加附件的前提下。升級(jí)帶有溫度場(chǎng)系統(tǒng)。進(jìn)行相關(guān)的對(duì)樣品進(jìn)行變溫實(shí)驗(yàn)。

磁共振橫向弛豫時(shí)間T2是描述氫原子核弛豫快慢的特征參數(shù)，其大小反應(yīng)了氫原子核所處的環(huán)境，即束縛的越強(qiáng)烈，弛豫越快，T2越小。基于此，當(dāng)土壤中充滿水，通過(guò)對(duì)土壤樣品T2弛豫時(shí)間的測(cè)量及T2弛豫時(shí)間的一維反演分布，可獲得3-4個(gè)明顯的譜峰，分別對(duì)應(yīng)微孔、中孔、大孔及完全自由水，每個(gè)譜峰的積分面積對(duì)應(yīng)該類型孔隙所占的比例，從而對(duì)土壤中的孔隙分布做出評(píng)價(jià)分析。通常微孔和潛力束縛水對(duì)應(yīng)的T2為0.1-60ms之間，譜峰在60-300ms之間則表征中孔中水，大孔中的水對(duì)應(yīng)的譜峰在300-1000ms之間，而完全自由水（Bulk water）的弛豫時(shí)間2s-3s之間。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析儀，配備22MHz靜磁場(chǎng)，能夠有效提高信號(hào)的信噪比，探頭死時(shí)間小于15us，極短回波時(shí)間0.08ms，能夠精確、全力的采集土壤樣品中所有孔徑對(duì)應(yīng)的弛豫時(shí)間信號(hào)，為土壤的孔隙分布研究提供一種精確、快速、方便的分析途徑。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析儀緊扣科研前沿：采用第36屆世界混凝土大會(huì)推薦硬件參數(shù)配置。

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)直接給出水泥漿體中水的信息，包括含量以及受限程度，因此可以用來(lái)反映水泥漿體在新攪拌階段流動(dòng)性的變化以及減水劑的作用，還可以半定量地表征水泥水化過(guò)程中水的消耗。 通過(guò)合成硅酸三鈣和鐵鋁酸四鈣單礦物，采用低場(chǎng)核磁共振對(duì)其水化進(jìn)行表征，以及研究鐵鋁酸四鈣含量對(duì)硅酸三鈣核磁共振信號(hào)的影響。重要研究進(jìn)展包括采用Pechini法合成硅酸三鈣和鐵鋁酸四鈣，采用橫向弛豫時(shí)間-縱向弛豫時(shí)間（T1-T2）相關(guān)譜對(duì)水化進(jìn)行表征水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可對(duì)水泥基材料不同配方選擇進(jìn)行研究。氫核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)應(yīng)用領(lǐng)域示例

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)巖芯總孔隙度及有效孔隙度檢測(cè)。氫核磁核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)

由低場(chǎng)核磁共振基本原理可知，當(dāng)試驗(yàn)參數(shù)相同時(shí)，測(cè)得的信號(hào)量與試件內(nèi)部含水量成正相關(guān)。先對(duì)已知含水量的標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行測(cè)試，得到含水量與信號(hào)量的曲線，然后對(duì)試驗(yàn)試件進(jìn)行檢測(cè)，將得到的信號(hào)量帶入上述曲線中，可間接求出試件內(nèi)含水量，用含水量除以試件體積可以求得試件的孔隙率。鋼渣粉替代量越大，復(fù)合材料孔隙率越大，替代量0時(shí)孔隙率很小 ；鋼渣粉摻量相等、復(fù)合材料孔隙率隨鋼渣粉比表面積增大而減小，鋼渣粉替代量極大為25%時(shí)的孔隙率極大為 26.3%。氫核磁核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)

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