低場磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)的應(yīng)用

孔徑分布：巖石的孔隙分類一般按孔隙的等效毛細(xì)管半徑劃分：

1）超毛細(xì)管孔隙：流體重力作用下可自由流動(dòng)（大裂縫、溶洞、未膠結(jié)或膠結(jié)疏松的砂巖）【孔隙直徑>0.5mm；裂縫寬度>0.25mm】

2）毛細(xì)管孔隙：流體在外力作用下可自由流動(dòng)（一般砂巖）【孔隙直徑[0.2μm,0.5mm]；裂縫寬度[0.1μm,0.25mm]】

3）微毛細(xì)管孔隙：流體在自然壓差下無法流動(dòng)（泥巖）【孔隙直徑<0.2μm；裂縫寬度<0.1μm】孔隙大小分布曲線及孔隙大小累積分布曲線： 水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可對(duì)水泥基材料的水化過程進(jìn)行分析。低場磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)的應(yīng)用

油對(duì)T2分布的影響隨孔隙中流體的不同而不同。水和輕質(zhì)油圖4.6(上)為水和輕質(zhì)油充填水濕地層的體積模型。模型中各組分之間的明顯邊界并不意味著對(duì)應(yīng)的衰變譜之間的明顯邊界。如果用較短的TE和較長的TW來測量回波序列，那么水將具有較寬的T2分布，而輕質(zhì)油則傾向于在單個(gè)T2值附近顯示更窄的分布水與輕質(zhì)油的擴(kuò)散系數(shù)差異不大;因此，兩種流體之間的D對(duì)比不會(huì)很明顯。輕質(zhì)油和孔隙水的T1值差異很大;因此，兩種液體之間的T1對(duì)比將被檢測到。時(shí)域磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析系統(tǒng)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(dòng)與不可動(dòng)（固體）有機(jī)質(zhì)隨溫度和壓力的變化分析。

巖石和土體是天然形成的多孔介質(zhì)材料，其內(nèi)部有大量不規(guī)則、多尺度的孔隙，并且還存在不同狀態(tài)和不同數(shù)量的水分。由于土體和巖體的力學(xué)性質(zhì)、工程的施工方法、及其邊坡的安全穩(wěn)定與其中水分和孔隙的變化息息相關(guān)，巖土體中的水分變化和孔隙變化對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性質(zhì)有著很大的影響，因此，掌握巖土體中孔隙結(jié)構(gòu)及水分變化對(duì)工程非常重要。核磁共振技術(shù)是一種可以測得多孔介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部水分分布狀態(tài)的先進(jìn)技術(shù)，在研究水和孔隙的變化上有突出貢獻(xiàn)，對(duì)提高工程安全和工程質(zhì)量非常有幫助。

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(xì)孔水等四種成分，隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，上述四種成分含量也會(huì)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(duì)水泥水化過程進(jìn)行實(shí)時(shí)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(duì)于準(zhǔn)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(shí)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(dòng)力學(xué)、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)檢測分析。

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(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、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(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)測水泥漿體的水化進(jìn)程，觀測研究結(jié)果與通過其它途徑測得的結(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。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分析。低場磁共振水泥基材料-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)磁共振分析儀可研究水泥基材料的微觀結(jié)構(gòu)、裂縫變化。低場磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)的應(yīng)用

低場時(shí)域核磁共振技術(shù)用于土壤中水分的運(yùn)動(dòng)機(jī)制研究 土壤作為一種包含多中成分：多種礦物質(zhì)、多種有機(jī)質(zhì)的復(fù)雜非穩(wěn)態(tài)的多孔介質(zhì)，其吸水后，水分的滲透機(jī)理與典型穩(wěn)態(tài)多孔介質(zhì)中水分的滲透機(jī)理相違背，而是先進(jìn)入大孔，進(jìn)入微孔則是一個(gè)緩慢、漫長的過程，這說明水分與土壤中的部分組分相互作用，從而改變了土壤的微觀結(jié)構(gòu)。典型的解釋是：土壤吸水后，水分與土壤中的有機(jī)質(zhì)相互作用，形成“凝膠相”，打開土壤中的微孔系，從而吸水膨脹。但內(nèi)在機(jī)理有待進(jìn)一步研究。 基于低場時(shí)域核磁共振技術(shù)，通過對(duì)土壤樣品的各個(gè)單獨(dú)組分（如蒙脫石、腐殖酸）及全土吸水后的弛豫時(shí)間測量和分析，得出：土壤中的水分進(jìn)入微孔之所以是一個(gè)緩慢、漫長的過程，主要是因?yàn)橥寥罎B透如有機(jī)質(zhì)和礦物顆粒的結(jié)合界面、破壞有機(jī)質(zhì)和礦物顆粒之間的相互作用，從而使土壤中形成凝膠相，并打開礦物顆粒（蒙脫石粘土）的微孔系的時(shí)間較長。 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。低場磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)的應(yīng)用