低場(chǎng)核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)的應(yīng)用

低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)用于水分在土壤中的運(yùn)動(dòng)機(jī)制研究： 土壤是一種具有復(fù)雜成分的多孔介質(zhì)系統(tǒng)，包括粘土（伊利石、高嶺石、蒙脫石等）、有機(jī)質(zhì)（腐殖酸、酯等）等，其在吸水后，由于部分成分發(fā)生相態(tài)變化、各個(gè)成分之間的相互作用等，致使其水分先進(jìn)入相對(duì)較大的孔隙，而進(jìn)入微孔則是一個(gè)比較長的過程，這與具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的多孔介質(zhì)中水分的運(yùn)動(dòng)機(jī)制相反（典型多孔介質(zhì)極先吸水的是微孔），這種現(xiàn)象可通過低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)持續(xù)檢測(cè)土壤樣品中的水分的弛豫時(shí)間明顯的觀察到。 從T2反演譜圖上可以看出，隨著時(shí)間的推移，大孔中的水（約1000ms）的含量逐漸減少（譜峰面積逐漸減?。?，小孔中的水（約2.5ms）逐漸增加（譜峰面積逐漸增大）。同時(shí)，隨著時(shí)間的推移，所有譜峰的位置逐漸左移，這說明，水分與土壤中的部分成分發(fā)生作用，使土壤的孔徑大小發(fā)生變化，重新分布。 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(duì)應(yīng)的弛豫時(shí)間信號(hào)，優(yōu)化的軟硬件配置，滿足長時(shí)間在線測(cè)量要求，重復(fù)性好，為土壤中的水分運(yùn)動(dòng)機(jī)制研究提供一種精確、快速、方便的分析途徑。增加核磁共振磁場(chǎng)強(qiáng)度能夠提高檢測(cè)的靈敏度，增加核磁共振磁場(chǎng)均勻性能夠提高弛豫信號(hào)質(zhì)量。低場(chǎng)核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)的應(yīng)用

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程。低場(chǎng)核磁共振是一種正在興起的快速無損檢測(cè)技術(shù)。具有測(cè)試速度快。靈敏度高、無損、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)。低場(chǎng)時(shí)域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)原理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。

低場(chǎng)核磁共振是一種正在興起的快速無損檢測(cè)技術(shù)。具有測(cè)試速度快。靈敏度高、無損、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(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。 水泥水化反應(yīng)幾分鐘后，核磁共振縱向弛豫時(shí)間分布呈現(xiàn)兩個(gè)峰，一個(gè)是在100ms附近，反映水泥顆粒周圍自由水的弛豫信息；另一個(gè)是在2ms附近，反映水泥凝結(jié)之前包裹在絮凝結(jié)構(gòu)中水的弛豫信息。研究發(fā)現(xiàn)，水泥水化進(jìn)程中極長弛豫時(shí)間隨時(shí)間的變化呈現(xiàn)出５個(gè)階段，正好與水泥水化反應(yīng)的初始反應(yīng)、誘 導(dǎo)期、加速期、減速期和穩(wěn)定期相對(duì)應(yīng)。 通過質(zhì)子橫向弛豫來反映白水泥漿體的水化進(jìn)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(zhì)子群。研究中用自旋－自旋弛豫時(shí)間和信號(hào)量百分比來表征不同種類的自旋質(zhì)子群，以此來監(jiān)測(cè)水泥漿體的水化進(jìn)程，觀測(cè)研究結(jié)果與通過其它途徑測(cè)得的結(jié)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。

MAGMED Soil-2260高精度磁共振土壤分析儀是用于測(cè)試土壤等多孔介質(zhì)的分析儀。該系統(tǒng)主要用于對(duì)樣品水分物性。自由與束縛水。以及水分遷移的測(cè)量分析?？捎糜趯?duì)土壤等多孔介質(zhì)的孔隙度、孔隙大小分布的測(cè)量與分析。還可用于探測(cè)和研究樣品中的固體有機(jī)質(zhì)。 MAGMED Soil-2260高精度磁共振土壤分析儀采用23MHz磁場(chǎng)強(qiáng)度及進(jìn)口部件配置?？蓹z測(cè)到樣品中的微量含氫物質(zhì)。在保證測(cè)量精度的同時(shí)。極大拓展了儀器的應(yīng)用領(lǐng)域。如土壤修復(fù)情況評(píng)價(jià)、質(zhì)地結(jié)構(gòu)變化對(duì)水文特性的影響研究等。非常規(guī)巖芯磁共振分析儀可測(cè)0.02毫升水樣，誤差±0.5%，并可對(duì)氣體，如甲烷等，可直接測(cè)量。

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)核磁共振(NMR)基本原理: 帶自旋的原子核（1H） 1) 一個(gè)帶電的自旋體產(chǎn)生一環(huán)形電流。從而形成微觀磁場(chǎng)?自旋磁矩； 2) 自旋磁矩與一般的小磁鐵一樣具有南北極； 3) 在無外加磁場(chǎng)時(shí)。物質(zhì)中的原子核磁場(chǎng)的指向是無規(guī)則分布的。宏觀磁矩M0為0宏觀磁矩M0的形成； 4) 置于靜磁場(chǎng)中原子核與磁場(chǎng)產(chǎn)生作用。沿著磁場(chǎng)方向定向排列。形成宏觀磁矩M0 NMR信號(hào)產(chǎn)生原理 1) 樣品進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域。樣品中中氫原子核的磁矩將沿著靜磁場(chǎng)方向排列并形成宏觀磁矩M0 2) 施加特定頻率激發(fā)脈沖。宏觀磁矩定向偏轉(zhuǎn) 3) 脈沖結(jié)束。宏觀磁矩定向恢復(fù)并產(chǎn)生核磁共振信號(hào) 低場(chǎng)核磁共振是一種正在興起的快速無損檢測(cè)技術(shù)。具有測(cè)試速度快。靈敏度高、無損、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。江蘇麥格瑞電子科技有限公司由國際磁共振儀器開發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域名科學(xué)家共同發(fā)起。低場(chǎng)時(shí)域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)原理

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)巖芯的油母與瀝青等有機(jī)質(zhì)檢測(cè)分析。低場(chǎng)核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)的應(yīng)用

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(cè)試結(jié)果可間接反映試件內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)。T2時(shí)間越短，水的流動(dòng)性越差。因此，T2譜的3個(gè)峰依次對(duì)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(hào)。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(shí)間處，其余2個(gè)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(gè)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(chǎng)核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)的應(yīng)用

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