水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測系統(tǒng)

(1) 土壤水作為水資源的一個重要組成部分，是一切陸生植物賴以生存的基礎(chǔ)，同時也是溶質(zhì)和熱量在土壤中傳輸?shù)闹饕d體。所以，土壤水的數(shù)量和相態(tài)分布極大 地影響著土壤中其他環(huán)境因子，進而影響植物和土壤生物的生存狀況[1]。在中國長江中下游地區(qū)，城市化的快速擴張使得分布在城郊的肥沃老蔬菜地被迫轉(zhuǎn)化為城市用地。為滿足人們對蔬菜產(chǎn)品日益增加的需求，城郊原有的水稻田轉(zhuǎn)成新蔬菜地。水稻田轉(zhuǎn)成設(shè)施菜地后，耕作方式由季性水-旱輪作轉(zhuǎn)變?yōu)槌Ｄ旰蹈Ｄ甏?span style="color:#f00;">強度的 耕作和施肥以及無降水、高蒸發(fā)量的環(huán)境條件致使土壤環(huán)境在短時間內(nèi)發(fā)生劇烈變化：土壤水的數(shù)量和形態(tài)迅速改變，鹽分表聚現(xiàn)象頻現(xiàn)，土壤板結(jié)退化嚴重。因此，研究水稻田轉(zhuǎn)化為設(shè)施菜地后土壤持水性能的演變，尤其是土壤水分的相態(tài)分布的演變，對實現(xiàn)設(shè)施菜地土壤可持續(xù)管理具有重要意義。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。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測系統(tǒng)

計算機斷層掃描成像技術(shù)(CT)：根據(jù)CT技術(shù)掃描巖芯樣品得到的斷面圖像進行高精度微米納米尺度上的計算機三維建模，建立頁巖的孔隙幾何、礦物分布、吼道分布、滲透率、流體滲流通道等屬性模型，被稱為數(shù)字巖芯技術(shù)。受限于樣品規(guī)格、圖像識別分辨率、復雜算法，以及且數(shù)據(jù)處理耗時耗力。

巖芯核磁共振檢測:低場核磁共振（NMR）方法以測試樣品規(guī)格多樣（塊樣，柱樣，全直徑巖芯均可）、測試速度快、獲取巖芯物性信息豐富、對樣品無損害等優(yōu)勢在砂巖、煤巖、碳酸鹽巖、致密砂巖、頁巖等油氣資源勘探開發(fā)領(lǐng)域得到了***的發(fā)展和應用。低場核磁共振技術(shù)已被廣泛應用于儲層實驗評價研究的各個方面，如孔隙度、孔徑分布、核磁滲透率、孔隙結(jié)構(gòu)、潤濕性、氣水相互作用、束縛流體與可動流體識別、油氣水識別、偽毛細管壓力曲線轉(zhuǎn)換、殘余油分布、流體可視化研究、甲烷等溫吸附曲線、高溫高壓驅(qū)替等等。 高精度磁共振水泥基材料-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)域有廣泛應用。

水泥基材料的水化、硬化體結(jié)構(gòu)的形成及演化、水泥基材料內(nèi)部不同水分之間的轉(zhuǎn)化、吸水、干燥、水分在水泥基材料內(nèi)部的擴散過程引起水分化學狀態(tài)或所處環(huán)境物理狀態(tài)的變化。 這種變化可用Ｈ核磁共振馳豫時間進行表征。研究表明，Ｈ馳豫時間譜可用于水泥水化過程、硬化體結(jié)構(gòu)形成、孔結(jié)構(gòu)、水分在水泥基材料內(nèi)的傳輸過程等的表征，所得結(jié)果與其它方法所得結(jié)果有較好的一致性。 且核磁共振技術(shù)可表征水分在水泥基材料中的分布及傳輸，這是其它現(xiàn)代測試方法難以達到的。

低場時域核磁共振技術(shù)用于土壤中的孔隙分布研究 土壤作為一種非穩(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)。通常對土壤等多孔介質(zhì)中的孔隙定性分為3大類：微孔（micropores）、中孔（mesopores）、大孔（macropores）。當孔隙中填充水時，由于水中的氫原子核在不同尺寸的孔隙中，受到的束縛強度不同?；诘蛨鰰r域核磁共振技術(shù)原理，當氫原子在靜磁場中，受靜磁場作用，定向排列，形成宏觀磁矩，被一特定交變磁場激發(fā)后，吸收能量，使宏觀磁矩發(fā)生偏轉(zhuǎn)（90°、180°等），當交變磁場撤除后，受靜磁場作用，宏觀此舉恢復到初始狀態(tài)，這一過程即共振。其中橫向弛豫時間T2是描述氫原子核弛豫快慢的特征參數(shù)，其大小反應了氫原子核所處的環(huán)境，即束縛的越強烈，弛豫越快，T2越小。低場核磁共振弛豫分析儀軟件用在計算機上的上位機部分，實現(xiàn)向儀器通信發(fā)送控制指令。

低場核磁共振是一種正在興起的快速無損檢測技術(shù)。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(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、土壤固體有機質(zhì)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(zhì)領(lǐng)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(jié)之前包裹在絮凝結(jié)構(gòu)中水的弛豫信息。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于對土壤等多孔介質(zhì)的孔隙度、孔隙大小分布的測量分析。麥格邁水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)有效孔隙度檢測

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。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測系統(tǒng)

(1) 為了解水稻土轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)施蔬菜地后土壤水分的相態(tài)變化，該研究在田間土壤調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合低場核磁測氫 技術(shù)，評價了田間狀態(tài)的水稻土和不同轉(zhuǎn)化年限設(shè)施蔬菜地土壤水分的相態(tài)分布情況。結(jié)果表明：隨著轉(zhuǎn)化時間的延長， 耕層土壤大孔隙吸持的自由水比重下降，土壤小孔隙吸持的束縛水比重上升，犁底層土壤水分的相態(tài)分布卻無明顯變化， 土壤水分吸持性能在轉(zhuǎn)化時間序列上呈現(xiàn)下降的趨勢，但長期施用有機肥可以優(yōu)化耕層質(zhì)量，提升土壤大孔隙吸持自由水的能力，改善土壤水分供釋性能；水稻土轉(zhuǎn)化為設(shè)施蔬菜地土壤 2 a 后，出現(xiàn)新犁底層，使得原有的耕層土壤變薄，土 壤水分吸持性能下降。核磁共振作為一種新的技術(shù)手段，可以實現(xiàn)實時、快速、準確地檢測土壤水分的相態(tài)變化，可為 設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)管理提供新的技術(shù)支持。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測系統(tǒng)