高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统介绍

时间:2024年09月24日 来源:

岩石和土体是天然形成的多孔介质材料,其内部有大量不规则、多尺度的孔隙,并且还存在不同状态和不同数量的水分。由于土体和岩体的力学性质、工程的施工方法、及其边坡的安全稳定与其中水分和孔隙的变化息息相关,岩土体中的水分变化和孔隙变化对整个结构的力学性质有着很大的影响,因此,掌握岩土体中孔隙结构及水分变化对工程非常重要。核磁共振技术是一种可以测得多孔介质的微观结构及其内部水分分布状态的先进技术,在研究水和孔隙的变化上有突出贡献,对提高工程安全和工程质量非常有帮助。非常规岩芯分析仪具有高性能驱替系统,及大围压1万psi,及大驱替压8千psi,最高温度120℃。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统介绍

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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。TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质技术原理核磁共振是指静磁场中的自旋原子核在另一交变磁场中自旋能级发生塞曼分裂,共振吸收某一频率的。

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.规格化FID法的方法为:1. 所有测得的低于冰点的温度下的FID信号以任一高于冰点的温度的FID信号进行规格化;2. 在规格化后的FID曲线上确定,所有规格化后的FID曲线水平平行的点(即从该时间后,规格化话后的FID曲线水平平行)。则该时间点对于的FID信号的强度用于计算冻土中未冻水含量。 FIDx=(FID10-FID5)Tx/(T10-T5)+(FID5T10-FID10T5)/(T10-T5)----(1) 根据公式(1)确认不同温度Tx下的FIDx的大小:其中FID10、FID5分别为10℃和5℃时的FID信号强度,T10=10℃、T5=5℃。 Wu=FIDX60Wg/FIDX-----(2) 根据公式(2)计算x温度下的冻土中的未冻水含量Wu,其中FIDx由公式(1)确认,FIDx60为x温度下的FID信号在60us时的信号强度(60us时规格化后的FID曲线水平平行,对于不同样品该时间点不同),Wg为样品中的重力水含量。

静磁场是核磁共振产生的必要条件之一。在低场核磁共振弛豫分析仪中主要使用永磁体产生静磁场。核磁共振磁体的主要指标有磁场强度、磁场均匀性、磁场的温度稳定性。增加磁场强度能够提高检测的灵敏度。磁场均匀性的增加能够提高弛豫信号的质量。 磁场的温度稳定性则限制了磁体的使用环境。 永磁体的磁场强度主要受限于磁体材料。得益于稀土材料的发现和使用。 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。使用钐钴材料的磁体能够更好的实现磁体温度的稳定;使用一个磁体恒温系统能够确保磁体的工作温度在很小的 范围内波动。极大地提高了磁场的稳定性。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质分析仪紧扣科研前沿:采用第36届世界混凝土大会推荐硬件参数配置。

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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。 低场时域核磁共振法通过直接测量土壤样品中的水分的弛豫时间信息,能够有效表征水分在土壤样品中的分布,通过对弛豫时间的分析,从而对土壤样品的润湿性进行评价。同时,其无损、非侵入的检测过程,可对同一样品进行重复检测。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析仪,以其优化的场强、探头系统等硬件配置,功能强大的软件分析系统,可为广大科研工作者提供一种高效、快捷、精确的土壤润湿性评价分析途径。多孔介质中水分和气体的传输是研究的重要内容。TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质技术原理

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。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统介绍

通过不同含水量土壤在静置不同时间后的一维弛豫时间分析,可推断:水分进入土壤后,将立即渗透至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,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,从而终达到水分传输分布的平衡状态,反推,当如土壤失水干燥时,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。这可有效表征土壤在吸水/失水过程中微观结构的变化,对土壤中水分的迁移、水分子动力学研究等提供依据,同时,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。T2弛豫时间反演谱图累加值,可有效用于土壤总体含水量的测量,开展土壤持水能力的研究。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统介绍

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