小核磁水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质水化过程分析检测

时间:2024年03月04日 来源:

对于水泥中的结晶水,主要来自于水泥水化过程的产生的微晶相氢氧化钙中的羟基信号、钙矾石中的结晶水信号,其T2弛豫时间非常短~10us左右。常规的T1-T2测量方法能够重聚由于化学位移各向异性、潜在的磁场不均匀性以及异核偶极耦合相互作用造成的磁化损失,对于氢氧化钙中同核偶极耦合作用造成的信号损失无能为力,因此常规T1-T2测量方法检测到水泥基材料中的固体信号比较困难。而固体回波可以重聚氢氧化钙中孤立的1/2自旋对产生的同核偶极耦合作用造成的信号损失,因而可以检测到水泥基材料中的固体信号。我们将多固体回波序列用于T1-T2弛豫测量,多固体回波序列(图1)由标准二维弛豫序列结合固体回波组成。目前,该二维脉冲序列测量方法已用于岩芯、矿物等多孔介质材料。我们将二维固体脉冲测量方法应用于水泥样本的研究中,目的是使用低场核磁共振技术获得更完整的水泥材料中的固体信号。磁共振水泥基材料分析仪是用于测试水泥和混凝土样品的台式磁共振分析系统。小核磁水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质水化过程分析检测

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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。MAG-MED水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质仪器咨询水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于非常规岩芯FFI、BVI、CBW等检测分析。

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水泥水化反应几分钟后,核磁共振纵向弛豫时间分布呈现两个峰,一个是在100ms附近,反映水泥颗粒周围自由水的弛豫信息;另一个是在2ms附近,反映水泥凝结之前包裹在絮凝结构中水的弛豫信息。研究发现,水泥水化进程中极长弛豫时间随时间的变化呈现出5个阶段,正好与水泥水化反应的初始反应、诱 导期、加速期、减速期和稳定期相对应。 通过质子横向弛豫来反映白水泥浆体的水化进程,发现从加水开始15min到200h,水泥浆体水化过程中出现5种不同的自旋质子群。研究中用自旋-自旋弛豫时间和信号量百分比来表征不同种类的自旋质子群,以此来监测水泥浆体的水化进程,观测研究结果与通过其它途径测得的结果呈现良好一致性,证明了用核磁共振来研究水泥水化的可靠性。

MAG-MED核磁共振分析仪通过弛豫时间长短的测量能够有效区分样品中不同水分含量及比例、样品中孔径大小的分布及孔隙变化信息。 土壤、冻土、岩石材料中的自由水、束缚水、不同相态水。由于水分子中的氢原子核运动能力差异:束缚水相对自由水其氢原子核运动受到束缚强。固态水(冰)相较液态水其氢原子核运动受到的束缚强。所以其弛豫时间存在差异。束缚强的氢原子核弛豫时间短。运动相对自由的氢原子核弛豫长。同理。小孔中水分的氢原子核运动束缚强。弛豫时间短;而大孔中水分的氢原子核运动相对自由。弛豫时间长。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质低场核磁共振技术主要采用永磁体结构,磁场强度一般在1.0 T以下。

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(1) 土壤水作为水资源的一个重要组成部分,是一切陆生植物赖以生存的基础,同时也是溶质和热量在土壤中传输的主要载体。所以,土壤水的数量和相态分布极大 地影响着土壤中其他环境因子,进而影响植物和土壤生物的生存状况[1]。在中国长江中下游地区,城市化的快速扩张使得分布在城郊的肥沃老蔬菜地被迫转化为城市用地。为满足人们对蔬菜产品日益增加的需求,城郊原有的水稻田转成新蔬菜地。水稻田转成设施菜地后,耕作方式由季性水-旱轮作转变为常年旱耕,常年大度的 耕作和施肥以及无降水、高蒸发量的环境条件致使土壤环境在短时间内发生剧烈变化:土壤水的数量和形态迅速改变,盐分表聚现象频现,土壤板结退化严重。因此,研究水稻田转化为设施菜地后土壤持水性能的演变,尤其是土壤水分的相态分布的演变,对实现设施菜地土壤可持续管理具有重要意义。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水分含量和水分分布进行研究。MAG-MED水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质仪器咨询

水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于可动与不可动(固体)有机质随温度和压力的变化分析。小核磁水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质水化过程分析检测

土壤中的水分传输机制与土壤污染 水分进入土壤后,将立即渗透至水分不受约束的区域,如不受约束的有机质中,形成凝胶相,不受约束矿物颗粒(粘土)的微孔中,颗粒与颗粒之间的孔隙中(中孔、大孔/毛细孔中),这一过程很短。然而随着水分的进入,土壤的组分单元将与水分产生相互作用,如水分渗透进有机质与矿物颗粒的结合界面,从而阻断之间的氢键连接、离子键连接、共价键连接等,甚至还伴随着水解作用的产生,随着这些约束的破坏,其产物如分离出的有机质和矿物颗粒进一步吸水,从而极终达到水分传输分布的平衡状态,当如土壤失水干燥时,上述过程使可逆的,伴随着凝胶相失水坍塌、有机质与矿物质在界面作用下,重新分型聚集,封闭微孔等。这一微孔打开/封闭的过程,将极有可能使污染物在土壤中聚集,从而形成土壤污染。小核磁水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质水化过程分析检测

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