氢核磁核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质原理

时间:2024年08月06日 来源:

孔隙结构:单重、双重、三重孔隙介质;共六种孔隙结构类型

1、单重孔隙介质

1)粒间孔隙结构:由大小形状不同的颗粒组成,颗粒间间隙被胶结物质填充;(等效球体-等直径/变截面微毛细管-网络模型)

2)纯裂缝结构:不规则、不渗透;(裂缝网络分隔)

2、双重孔隙介质

1)裂缝-孔隙结构:粒间孔隙介质又被裂缝分隔为多个块状单元;(双重孔隙度、渗透率)

2)溶洞-孔隙结构:粒间孔隙岩石中分布着大的溶洞,尺寸超过毛细管大小;(两种流动规律:粒间孔渗流规律、溶洞孔纳维斯托克斯方程)

3、三重孔隙介质

1)孔隙-微裂缝-大洞穴

2)孔隙-微裂缝-大裂缝 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。氢核磁核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质原理

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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。磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质分析系统水泥基材料-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。

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采用核磁共振测定水泥硬化浆体孔径分布时不只可得到凝胶孔信息,而且操作简易,流程迅速,对样品不产生任何损伤,具有很大的优势和应用前景。同时,低场核磁共振技术还可用于研究水泥水化进程和硬化浆体中水的扩散。从分析水泥中顺磁性物质含量和来源对其核磁共振信号影响这个角度出发,寻找顺磁性物质对核磁共振信号的影响规律,并对低场核磁共振测定孔径分布和化学结合水含量的方法进行修正,提高测试方法的准确性,可为使用低场核磁共振技术研究水泥水化进程提供理论依据。

(1) 为了解水稻土转变为设施蔬菜地后土壤水分的相态变化,该研究在田间土壤调查的基础上,结合低场核磁测氢 技术,评价了田间状态的水稻土和不同转化年限设施蔬菜地土壤水分的相态分布情况。结果表明:随着转化时间的延长, 耕层土壤大孔隙吸持的自由水比重下降,土壤小孔隙吸持的束缚水比重上升,犁底层土壤水分的相态分布却无明显变化, 土壤水分吸持性能在转化时间序列上呈现下降的趋势,但长期施用有机肥可以优化耕层质量,提升土壤大孔隙吸持自由水的能力,改善土壤水分供释性能;水稻土转化为设施蔬菜地土壤 2 a 后,出现新犁底层,使得原有的耕层土壤变薄,土 壤水分吸持性能下降。核磁共振作为一种新的技术手段,可以实现实时、快速、准确地检测土壤水分的相态变化,可为 设施农业的可持续管理提供新的技术支持。岩石和土体是天然形成的多孔介质材料。

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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-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于非常规岩芯的油母与沥青等有机质检测分析。氢核磁核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质原理

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。氢核磁核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质原理

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。氢核磁核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质原理

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