TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析

MAG-MED核磁共振分析儀通過(guò)弛豫時(shí)間長(zhǎng)短的測(cè)量能夠有效區(qū)分樣品中不同水分含量及比例、樣品中孔徑大小的分布及孔隙變化信息。 土壤、凍土、巖石材料中的自由水、束縛水、不同相態(tài)水。由于水分子中的氫原子核運(yùn)動(dòng)能力差異：束縛水相對(duì)自由水其氫原子核運(yùn)動(dòng)受到束縛強(qiáng)。固態(tài)水（冰）相較液態(tài)水其氫原子核運(yùn)動(dòng)受到的束縛強(qiáng)。所以其弛豫時(shí)間存在差異。束縛強(qiáng)的氫原子核弛豫時(shí)間短。運(yùn)動(dòng)相對(duì)自由的氫原子核弛豫長(zhǎng)。同理。小孔中水分的氫原子核運(yùn)動(dòng)束縛強(qiáng)。弛豫時(shí)間短；而大孔中水分的氫原子核運(yùn)動(dòng)相對(duì)自由。弛豫時(shí)間長(zhǎng)。多孔介質(zhì)在水利工程、土木工程等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析

土壤潤(rùn)濕性（wettability）對(duì)土壤的性能參數(shù)之一，其表現(xiàn)為快速吸水，持水能力強(qiáng)。土壤的憎水性（repellency）是指土壤具有較差的潤(rùn)濕性，其表現(xiàn)為植物生長(zhǎng)緩慢、表面多塵、因缺少圖聚核而結(jié)構(gòu)一致，這種現(xiàn)象增加了地下水污染的可能性。土壤憎水性的成因包括：自然發(fā)生的、因火災(zāi)或污染產(chǎn)生等。污染引起的土壤憎水性通常是由于土壤長(zhǎng)期暴露在液相或氣相的石油烴中。因此對(duì)于土壤潤(rùn)濕性的評(píng)價(jià)非常重要。 低場(chǎng)時(shí)域核磁共振法通過(guò)直接測(cè)量土壤樣品中的水分的弛豫時(shí)間信息，能夠有效表征水分在土壤樣品中的分布，通過(guò)對(duì)弛豫時(shí)間的分析，從而對(duì)土壤樣品的潤(rùn)濕性進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)，其無(wú)損、非侵入的檢測(cè)過(guò)程，可對(duì)同一樣品進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析儀，以其優(yōu)化的場(chǎng)強(qiáng)、探頭系統(tǒng)等硬件配置，功能強(qiáng)大的軟件分析系統(tǒng)，可為廣大科研工作者提供一種高效、快捷、精確的土壤潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)分析途徑。氫核磁核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測(cè)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。

由飽水與離心狀態(tài)下的核磁共振T2譜可以看出，束縛水主要集中在小孔隙空間或者極少部分的大孔隙中，這是由于孔隙結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)性對(duì)由靜電力和毛管作用引起的束縛水的形成有很大影響，對(duì)于較大孔隙中的束縛水，主要是由于孔隙的形狀不規(guī)則而在孔隙的死角處形成束縛水。定量地區(qū)分吸附孔和滲流孔對(duì)于儲(chǔ)層巖石的評(píng)價(jià)具有重要意義。吸附孔是指在離心力作用下，此流體不能被排出的孔隙，而滲流孔是指水可以在其中自由流動(dòng)或者在一定的壓力下水容易離心出來(lái)的孔隙。

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(zhǎng)的TW來(lái)測(cè)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(cè)到。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可對(duì)水泥基材料對(duì)水分的吸收及酸腐蝕進(jìn)行研究。

低場(chǎng)核磁共振（ＬＦ－ＭＭＲ）通過(guò)Ｈ原子能量變化判斷樣品中水分子的自由度、分析不同種類(lèi)水分的含量，是一種快速、有效、無(wú)損的測(cè)量技術(shù)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)在食品水分檢測(cè)、凍土未凍水、低滲透巖心孔隙分布等方面進(jìn)行了大量研究。

根據(jù)拉莫定律，在給定磁場(chǎng)強(qiáng)度下，當(dāng)外加射頻頻率與１Ｈ核共振頻率相同時(shí)，１Ｈ才產(chǎn)生共振吸收。而１Ｈ核共振頻率由分子組成與結(jié)構(gòu)決定，即不同分子的１Ｈ具有不同的核磁共振頻率，因此施加特定外加射頻頻率，測(cè)水中的Ｈ而不測(cè)其他物質(zhì)中的Ｈ。１Ｈ低場(chǎng)核磁共振的弛豫時(shí)間長(zhǎng)短與氫質(zhì)子的存在狀態(tài)及所處的物理化學(xué)環(huán)境有關(guān)，縱向弛豫Ｔ２越長(zhǎng)，說(shuō)明分子運(yùn)動(dòng)性越強(qiáng)，所受束縛力弱，反之，分子運(yùn)動(dòng)性弱，所受束縛力強(qiáng)。因此，利用Ｔ２值大小可以區(qū)別黏土的表面水化水、滲透水、自由水的類(lèi)型。即采樣總信號(hào)幅值與物質(zhì)中水分子的氫質(zhì)子數(shù)呈正比，各種類(lèi)型水的質(zhì)量比等于各自的核磁共振信號(hào)峰的面積比。利用聯(lián)合迭代重建技術(shù)（ＳＩＲＴ算法）反演Ｔ２離散點(diǎn)，可得離散型與連續(xù)型相結(jié)合的Ｔ２積分譜，峰面積為該狀態(tài)水分的信號(hào)幅值。 巖石和土體是天然形成的多孔介質(zhì)材料。氫核磁核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測(cè)

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于土壤修復(fù)研究。TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析

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?chē)杂伤某谠バ畔ⅲ涣硪粋€(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(zhǎng)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(guò)質(zhì)子橫向弛豫來(lái)反映白水泥漿體的水化進(jìn)程，發(fā)現(xiàn)從加水開(kāi)始15min到200h，水泥漿體水化過(guò)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(lái)表征不同種類(lèi)的自旋質(zhì)子群，以此來(lái)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(guò)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(lái)研究水泥水化的可靠性。TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析