高精度NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測原理

核磁共振技術(shù)是利用巖石等多孔介質(zhì)內(nèi)部流體中H原子的核磁共振信號強度與流體體積成正比這一特性來實現(xiàn)巖石微觀孔隙結(jié)構(gòu)測量，T2圖譜是核磁共振測得的直觀結(jié)果之一。對于均質(zhì)的純凈物，發(fā)生核磁共振時其內(nèi)部每個原子核與周圍環(huán)境的相互作用基本相同，因此可以用一個單一的弛豫時間T來表征被測樣品的物性特征。而對于巖石這種多孔介質(zhì)而言，情況要復(fù)雜的多。巖石礦物含量與構(gòu)成不一，孔隙內(nèi)的流體被巖石骨架分割在大小形狀不一的孔道內(nèi)，每個原子核與固體表面的接觸機會不一樣，導(dǎo)致每個原子核弛豫被加強的幾率不等，因此，儲層巖石內(nèi)的流體弛豫不能用單一的弛豫時間來描述，而應(yīng)當是一個分布。不同類型巖石內(nèi)不同流體決定了各自具有不同的弛豫時間分布。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可對水泥基材料不同配方選擇進行研究。高精度NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測原理

水泥基材料是一種非常復(fù)雜的材料。 未水化的水泥以晶體礦物為主，但水化后的水泥基材料既含有晶態(tài)的鈣礬石、氫氧化鈣及未水化的水泥礦物，又有Ｃ-Ｓ-Ｈ凝膠及其它非晶態(tài)相，且水化產(chǎn)物以非晶態(tài)物質(zhì)為主。同時其結(jié)構(gòu)中既含有固態(tài)物質(zhì)，又有液態(tài)的孔溶液及氣孔。由于水泥基材料組份和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，大部分的現(xiàn)代測試分析方法在研究水泥水化及其它過程時所能得到的信號不清晰（Ｘ射線衍射為典型），而核磁共振技術(shù)無此方面限制，它可表征水分在水泥基材料中的分布及傳輸，極大地促進水泥基材料的研究。高精度NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測原理低場核磁設(shè)備一般采用永磁體，測試樣品介于兩磁極中心，通過激勵與信號處理即可得到穩(wěn)定。

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）、有機質(zhì)（腐殖酸、酯等）等，作為一種非穩(wěn)態(tài)多孔介質(zhì)，其在吸水過程中孔隙狀態(tài)發(fā)生變化，并形成新的孔隙分布狀態(tài)。土壤中水分的滲透機理/水分遷移、水分子動力學等是一個復(fù)雜的過程，其對土壤微觀結(jié)構(gòu)的影響，直接影響土壤的相關(guān)特性，如土壤的持水能力、吸濕量、土壤污染等。水作為一種典型的含氫組分，是低場時域磁共振技術(shù)主要的檢測目標物，通過對土壤吸水/失水過程中，土壤中水分弛豫時間的測量分析，可有效表征土壤的微觀結(jié)果，土壤中水分的遷移情況、滲透機理、水分子動力學等，為土壤性能分析，如土壤的孔隙分布、土壤的污染研究等提供支撐。

核磁共振技術(shù)作為一種無損的、非侵入式且可定量的檢測方法，已經(jīng)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(jié)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(yīng)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(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(guān)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(guān)信息。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)的一個分支被應(yīng)用在各個行業(yè)。

核磁共振對天然巖石飽和油、水兩相的不同潤濕性狀態(tài)研究表明：核磁共振弛豫譜在反映儲層巖石潤濕性變化過程的準確性和敏感性，與常規(guī)潤濕性評價方法相比其具有實驗效率高、無需多次改變巖石原始流體飽和度分布狀態(tài)等優(yōu)點。核磁共振技術(shù)能夠較為準確地評價地下油氣藏儲層巖石的潤濕性特征，而且可以反映潤濕性發(fā)生變化的微觀機制，儲層巖石潤 濕性動態(tài)演化不只與原油組成有關(guān)，而且與黏土含量及其類型密切相關(guān)。核磁共振在巖心高溫老化過程中發(fā)現(xiàn)T2弛豫時間較短的核磁信號變化幅度較小， 而T2弛豫時間較長的核磁信號變化較為明顯，認為老化過程 中巖石潤濕性變化主要發(fā)生在較大孔隙中。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于可動與不可動（固體）有機質(zhì)隨溫度和壓力的變化分析。高精度NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測原理

核磁共振是指靜磁場中的自旋原子核在另一交變磁場中自旋能級發(fā)生塞曼分裂，共振吸收某一頻率的。高精度NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測原理

(1)對水稻田轉(zhuǎn)化為設(shè)施菜地土壤質(zhì)量的演變按研究側(cè)重點不同大致分為3個方面：土壤物理性質(zhì)、土壤化學性質(zhì)和土壤生物學性質(zhì)演變。在土壤物理性質(zhì)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(zhuǎn)化年限設(shè)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(jié)構(gòu)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。高精度NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測原理