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TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质土壤水文特性分析

来源: 发布时间:2022年10月14日

低场时域核磁共振技术(弛豫时间理论)以其无损、无侵入、检测时间短、可检测至更加微观的维度等特点,在土壤分析领域的应用越来越被科研工作者关注,尤其在土壤孔隙表征方面,包括孔径大小测量、孔径分布分析等。与X-Ray计算机断层扫描技术(X-Ray Computed tomography)相比,低场时域核磁共振技术检测更快,可对土壤中的纳米级孔隙进行定量分析,可用于研究土壤不同系统中的水动力学研究,如陶土/水系统、有机物/水系统等。MAGMED-Soil-2260高精度磁共振土壤分析仪是用于测试土壤等多孔介质的分析仪,该系统 主要用于对样品水分物性,自由与束缚水,以及水分迁移的测量分析,可用于对土壤等多 孔介质的孔隙度、孔隙大小分布的测量与分析,还可用于探测和研究样品中的固体有机质。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于非常规岩芯的油水气等在地层条件下的驱替检测分析。TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质土壤水文特性分析

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核磁共振弛豫理论应用在70年代极先被引入土壤研究领域,用于测量土壤样品中的水含量,之后随着技术理论的越来越成熟,应用范围越来越广,如泥煤样品中水的表征、水与土壤的相互作用、有机物与土壤的相互作用等。而对于土壤孔隙特征的表征应用则开始于90年代,从极初的辅助定性分析,到精确定量表征,从精度要求不高的大尺寸孔隙表征,到纳米级孔隙的分布研究,从单一的表征孔隙,到研究土壤中溶质变化、土壤中有机质和陶土膨胀对孔隙影响的系统研究,与土壤科学研究领域传统方法相比,低场时域核磁共振技术正以其独特的技术先进性,成为土壤科学研究领域越来越重要的研究手段和方法。无损伤水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质总体孔隙度检测核磁共振检测技术特点:测量目标原子核的独一性。

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.规格化FID法(Normalization method)用于冻土未冻水含量的测量 传统利用FID信号的FIRST数据点进行冻土中未冻水含量的测量的方法,由于FID的First数据点的信号强度包含冻土中冰的信号,所以测得的未冻水含量远高于实际的未冻水含量。为了降低该影响,可使用规格化FID法(Normalization method)测量冻土中的未冻水含量。 规格化FID法的前提条件为:1. FID的信号强度与冻土中的未冻水含量成正比;2. 任何低于冰点的温度下的FID信号强度与任意一高于冰点的参考温度的FID信号强度的比值(FID信号强度的差值与温度的差值的比)恒定不变。

低场时域核磁共振技术用于土壤中的孔隙分布研究 土壤作为一种非稳态多孔介质,其在吸水过程中,孔隙状态发生变化,并形成新的孔隙分布状态。通常对土壤等多孔介质中的孔隙定性分为3大类:微孔(micropores)、中孔(mesopores)、大孔(macropores)。当孔隙中填充水时,由于水中的氢原子核在不同尺寸的孔隙中,受到的束缚强度不同。基于低场时域核磁共振技术原理,当氢原子在静磁场中,受静磁场作用,定向排列,形成宏观磁矩,被一特定交变磁场激发后,吸收能量,使宏观磁矩发生偏转(90°、180°等),当交变磁场撤除后,受静磁场作用,宏观此举恢复到初始状态,这一过程即共振。其中横向弛豫时间T2是描述氢原子核弛豫快慢的特征参数,其大小反应了氢原子核所处的环境,即束缚的越强烈,弛豫越快,T2越小。低场核磁共振是一种正在兴起的快速无损检测技术。具有测试速度快,灵敏度高、无损、绿色等优点。

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用低场核磁共振研究水泥浆体的孔隙结构,发现快速交换理论可以很好地解释各种弛豫现象。水泥浆体的T2分布呈现双峰,其对应的是两种不同孔径类型:凝胶孔和毛细孔。随着水化的进行,毛细孔减少,而凝胶孔增多。 用低场核磁共振的方法研究干燥效应对水泥浆体早期孔隙的影响,发现低场核磁共振T1分布峰正好与通过压汞法或者是氮吸附法测得的孔隙分布相对应。虽然T1分布能够定性表征水泥基材料中的孔径分布情况,但对纳米级别的孔径变化所表现出来的弛豫时间变化不够明显。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可对水泥基材料的微观结构、裂缝变化进行分析。麦格瑞水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质仪器功能

水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可对水泥基材料对水分的吸收及酸腐蚀进行研究。TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质土壤水文特性分析

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