高精度NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用研究

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。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。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可动与不可动固体有机质含量检测分析。高精度NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用研究

基于低场时域核磁共振技术的土壤润湿性评价标准探索 土壤的润湿性其本质机制是水分进入土壤后所发生的一系列化学反应。水分进入土壤后，其有两个进程，first个为快速吸收，这主要是由于干燥的有机物吸水、膨胀，形成凝胶，并产生微孔；第二个进程主要体现在具有憎水性的土壤中，即土壤颗粒表面的憎水性有机物覆层与载体-土壤颗粒之间的连接，因水分的渗透作用而发生破坏，该过程伴随少量的吸水量，且持续时间较长。基于低场时域磁共振技术，通过测量土壤样品中的水分的横向弛豫时间及其分布发现：当憎水性土壤暴露在水分中足够长的时间，其与同类型的润湿性能优异的土壤将达到相同或相似的水分分布平衡状态。基于此，低场时域核磁共振技术，为评价土壤的润湿性提供了一条可行的途径：通过计算土壤样品的加权平均T2横向弛豫时间T2gm，即当土壤样品暴露于水中足够长的时间后，其T2gm持续降低，并在3周后，降低一个数量级，则说明该土壤为憎水性土壤，润湿性能较差。 磁共振土壤分析仪，采用优化的磁场强度、探头系统、温控系统等硬件配置，功能强大的软件分析系统，可对土壤样品进行长时间在线精确测量，可为土壤润湿性评价分析提供一种高效、快捷、精确分析途径。TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质仪器特色低场核磁共振技术对仪器环境要求不高，具有操作简单快捷、检测速度快、对人体无辐射。

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。 水泥水化过程研究方法包括水泥凝结时间测定法、超声波测试法、电导率测试法和量热法等。水泥凝结时间只能给出初凝和终凝两个点，超声波测试法和电导率法给出的参数反映的是浆体密实度的变化，与水化进程的关系都是很模糊 的。核磁共振测量具有快速、不侵入和无损伤的特点，可以提供关于图像、弛豫和扩散等方面信息，可以多方面表征水泥基材料的水化进程。

由饱水与离心状态下的核磁共振T2谱可以看出，束缚水主要集中在小孔隙空间或者极少部分的大孔隙中，这是由于孔隙结构的非均质性对由静电力和毛管作用引起的束缚水的形成有很大影响，对于较大孔隙中的束缚水，主要是由于孔隙的形状不规则而在孔隙的死角处形成束缚水。定量地区分吸附孔和渗流孔对于储层岩石的评价具有重要意义。吸附孔是指在离心力作用下，此流体不能被排出的孔隙，而渗流孔是指水可以在其中自由流动或者在一定的压力下水容易离心出来的孔隙。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总孔隙度及有效孔隙度检测。

T2值与孔隙直径r正相关，即T2值小孔隙就小，T2 值大孔隙就大。因此核磁共振T2谱测试结果可间接反映试件内部孔隙结构。T2时间越短，水的流动性越差。因此，T2谱的3个峰依次对应饱水试件中吸附水、孔隙水和自由水中氢核的核磁共振信号。随钢渣粉掺量增加，主峰右移、主峰峰值与峰面积明显增大。主峰分布在较小T2时间处，其余2个波峰峰面积均较小，反映试件中的水主要以吸附水的形式存在。谱峰所处的位置表征试件孔径大小，谱峰面积体现相应孔径数量的多少，峰面积与含水量成正比，相应的峰面积变化间接反映试件中水（吸附水、孔隙水、自由水）的变化。主峰面积变化幅度明显大于其2 个波峰，表明钢渣粉替代量、比表面积不同，试件中吸附水含量变化较大，试件中孔隙水、自由水变化不大。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于土壤水分物性研究（冻土未冻水研究、水分迁移研究）。氢核磁核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统应用领域

水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质核磁共振检测技术特点： 测量目标原子核的特一性。高精度NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用研究

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