时域磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质液体饱和度检测

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。已广阔应用在食品品质控制、非酒精性脂肪肝等代谢疾病研究、石油勘探、水泥水化过程分析、水泥基材料不同配方选择、土壤水分物性及孔隙物性研究、土壤固体有机质探测、非常规岩芯总体孔隙度及有效孔隙度检测、油水气饱等水泥基材料、土壤、岩芯等多孔介质领域。 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。 核磁共振磁场温度的稳定性主要从材料和磁体的工作环境两个方面改进，钐钴材料能更好。时域磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质液体饱和度检测

由低场核磁共振基本原理可知，当试验参数相同时，测得的信号量与试件内部含水量成正相关。先对已知含水量的标准试件进行测试，得到含水量与信号量的曲线，然后对试验试件进行检测，将得到的信号量带入上述曲线中，可间接求出试件内含水量，用含水量除以试件体积可以求得试件的孔隙率。钢渣粉替代量越大，复合材料孔隙率越大，替代量0时孔隙率很小 ；钢渣粉掺量相等、复合材料孔隙率随钢渣粉比表面积增大而减小，钢渣粉替代量极大为25%时的孔隙率极大为 26.3%。氢核磁核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统水泥基材料-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。

水泥基材料的水化、硬化体结构的形成及演化、水泥基材料内部不同水分之间的转化、吸水、干燥、水分在水泥基材料内部的扩散过程引起水分化学状态或所处环境物理状态的变化。 这种变化可用Ｈ核磁共振驰豫时间进行表征。研究表明，Ｈ驰豫时间谱可用于水泥水化过程、硬化体结构形成、孔结构、水分在水泥基材料内的传输过程等的表征，所得结果与其它方法所得结果有较好的一致性。 且核磁共振技术可表征水分在水泥基材料中的分布及传输，这是其它现代测试方法难以达到的。

低场时域核磁共振用于土壤润湿性的检测 土壤润湿性（wettability）对土壤的性能参数之一，其表现为快速吸水，持水能力强。土壤的憎水性（repellency）是指土壤具有较差的润湿性，其表现为植物生长缓慢、表面多尘、因缺少图聚核而结构一致，这种现象增加了地下水污染的可能性。土壤憎水性的成因包括：自然发生的、因火灾或污染产生等。污染引起的土壤憎水性通常是由于土壤长期暴露在液相或气相的石油烃中。因此对于土壤润湿性的评价非常重要。 传统的评价方法包括乙醇滴定法（MED）和水分渗透时间法（WDPT），这两种方法虽然检测快速、易于操作，但也有着不可忽略的弊端。在MED法中：如果不忽略固-液分子相互作用性质的差异的情况，那么土壤/水/空气系统不能直接与土壤/乙醇水溶液/空气系统进行比较，且MED测试结果重复性较差。在WDPT法中：时间维度的选择过于随意，且无特定的物理意义。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。

低场时域核磁共振技术用于土壤中水分的运动机制研究 土壤作为一种包含多中成分：多种矿物质、多种有机质的复杂非稳态的多孔介质，其吸水后，水分的渗透机理与典型稳态多孔介质中水分的渗透机理相违背，而是先进入大孔，进入微孔则是一个缓慢、漫长的过程，这说明水分与土壤中的部分组分相互作用，从而改变了土壤的微观结构。典型的解释是：土壤吸水后，水分与土壤中的有机质相互作用，形成“凝胶相”，打开土壤中的微孔系，从而吸水膨胀。但内在机理有待进一步研究。 基于低场时域核磁共振技术，通过对土壤样品的各个单独组分（如蒙脱石、腐殖酸）及全土吸水后的弛豫时间测量和分析，得出：土壤中的水分进入微孔之所以是一个缓慢、漫长的过程，主要是因为土壤渗透如有机质和矿物颗粒的结合界面、破坏有机质和矿物颗粒之间的相互作用，从而使土壤中形成凝胶相，并打开矿物颗粒（蒙脱石粘土）的微孔系的时间较长。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析仪，能够精确、全力的采集土壤样品中所有孔径对应的弛豫时间信号，优化的软硬件配置，满足长时间在线测量要求，重复性好，为土壤中的水分运动机制研究提供一种精确、快速、方便的分析途径。核磁共振弛豫分析技术则根据物体内部不同物质的弛豫特性实现物质组分的鉴别和定量分析。氢核磁核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统

水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于天然气在岩芯中的各种状态（孔隙气凝结气）检测分析。时域磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质液体饱和度检测

物质的弛豫特性反映了物质内部原子核所处的化学环境以及分子之间的相互作用，所以弛豫特性能够灵敏地反映出物体内物质所处环境的变化以及物体内不同物质含量比例的变化，比如岩心中水的弛豫时间随着孔隙的变小而变小、硫酸铜溶液的浓度越大其弛豫时间越短。因此，利用这一原理，弛豫分析技术能够实现物体内物质的鉴别、物体内部的结构分析以及物质的定量分析。 核磁共振弛豫分析技术作为核磁共振技术的一个重要分支，核磁共振弛豫分析技术具有较低的应用成本和广阔的应用前景，在各行各业发挥着越来越重要的、不可替代的作用。时域磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质液体饱和度检测

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