小核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)總體孔隙度檢測

低場時域核磁共振技術用于水分在土壤中的運動機制研究： 土壤是一種具有復雜成分的多孔介質(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，其在吸水后，由于部分成分發(fā)生相態(tài)變化、各個成分之間的相互作用等，致使其水分先進入相對較大的孔隙，而進入微孔則是一個比較長的過程，這與具有穩(wěn)定結構的多孔介質(zhì)中水分的運動機制相反（典型多孔介質(zhì)極先吸水的是微孔），這種現(xiàn)象可通過低場時域核磁共振技術持續(xù)檢測土壤樣品中的水分的弛豫時間明顯的觀察到。 從T2反演譜圖上可以看出，隨著時間的推移，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，隨著時間的推移，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應的弛豫時間信號，優(yōu)化的軟硬件配置，滿足長時間在線測量要求，重復性好，為土壤中的水分運動機制研究提供一種精確、快速、方便的分析途徑。核磁共振磁場的溫度穩(wěn)定性限制了磁體的使用環(huán)境。永磁體的磁場強度主要受限于磁體材料。小核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)總體孔隙度檢測

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) 一個帶電的自旋體產(chǎn)生一環(huán)形電流。從而形成微觀磁場?自旋磁矩； 2) 自旋磁矩與一般的小磁鐵一樣具有南北極； 3) 在無外加磁場時。物質(zhì)中的原子核磁場的指向是無規(guī)則分布的。宏觀磁矩M0為0宏觀磁矩M0的形成； 4) 置于靜磁場中原子核與磁場產(chǎn)生作用。沿著磁場方向定向排列。形成宏觀磁矩M0 NMR信號產(chǎn)生原理 1) 樣品進入檢測區(qū)域。樣品中中氫原子核的磁矩將沿著靜磁場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) 脈沖結束。宏觀磁矩定向恢復并產(chǎn)生核磁共振信號 低場核磁共振是一種正在興起的快速無損檢測技術。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、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)領域。MAGMED系列水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析設備水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于巖芯弛豫時間T1和T2、T1-T2 二維分布檢測。

水泥基材料的水化包括四個階段: 反應期、誘導期、加速期和減速期。水泥漿體的 T1 ( 縱向弛豫時間) 和 T2 ( 橫向弛豫時間) 隨著水化的進行而逐漸減小，其中T1 能夠反映水泥水化的不同階段，對水泥基材料孔結構的研究主要有三個方面的指標: 孔隙率、孔尺度分布和孔比表面積， 常用的方法是壓汞法和氣體吸附法，在研究過程中，這兩種方法均需將樣品進行預先干燥，這很容易導致樣品中的微孔結構遭到破壞，而且不能對同一個樣品進行連續(xù)測試，難以得到孔結構連續(xù)變化的特征。而核磁共振技術可在非破壞條件下，可以連續(xù)測試水泥基材料的孔結構的變化，極大地促進水泥基材料的研究。

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，反映水泥凝結之前包裹在絮凝結構中水的弛豫信息。研究發(fā)現(xiàn)，水泥水化進程中極長弛豫時間隨時間的變化呈現(xiàn)出５個階段，正好與水泥水化反應的初始反應、誘 導期、加速期、減速期和穩(wěn)定期相對應。 通過質(zhì)子橫向弛豫來反映白水泥漿體的水化進程，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－自旋弛豫時間和信號量百分比來表征不同種類的自旋質(zhì)子群，以此來監(jiān)測水泥漿體的水化進程，觀測研究結果與通過其它途徑測得的結果呈現(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。非常規(guī)巖芯磁共振分析儀可測0.02毫升水樣，誤差±0.5%，并可對氣體，如甲烷等，可直接測量。

核磁共振技術在水泥基材料中得到了廣闊地應用，該技術在水泥基材料中的應用主要包括三大類: 水泥水化進展表征、水泥漿體孔結構演化表征和水泥化學相關信息表征。運用低場核磁共振技術測試水泥的水化進程，該技術可在不破壞樣品的前提下，利用水分子中質(zhì)子的弛豫特性研究水泥基材料中水的含量及其分布的變化，具有快速、連續(xù)和無損的優(yōu)勢。隨著水化反應的進行，水的狀態(tài)從自由水向化學結合水、物理吸附水和孔隙水轉(zhuǎn)變。核磁共振技就是通過探測不同結合狀態(tài)的水分子中的質(zhì)子信號來研究水化過程。水泥基材料是構建多孔介質(zhì)的關鍵組成部分。MAGMED系列水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析設備

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質(zhì)檢測分析。小核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)總體孔隙度檢測

測井作為評價已鉆探地層的經(jīng)濟方法，在測定孔隙度和流體飽和度方面已經(jīng)取得了進步，但仍不能提供系統(tǒng)的滲透率估算。這就是為什么核磁共振技術在20世紀60年代引起石油工業(yè)的興趣，當時研究人員發(fā)表的研究結果顯示，核磁共振技術具有良好的滲透率相關性。然而，滲透率并不是這種新型脈沖回波核磁共振測井提供的***巖石物理效益。許多其他巖石物理參數(shù)——與礦物無關的總孔隙度;**于其他測井曲線的水、氣、油飽和度;油的粘度——都是可以達到的。其他幾個參數(shù)似乎也觸手可及，從而確保這種新的均勻梯度核磁共振測井測量將被證明是迄今為止測井行業(yè)設計的**豐富的地層巖石物理單一來源。小核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)總體孔隙度檢測