MAG-MED水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质分析

时间:2024年08月02日 来源:

低场时域核磁共振技术用于水分在土壤中的运动机制研究: 土壤是一种具有复杂成分的多孔介质系统,包括粘土(伊利石、高岭石、蒙脱石等)、有机质(腐殖酸、酯等)等,其在吸水后,由于部分成分发生相态变化、各个成分之间的相互作用等,致使其水分先进入相对较大的孔隙,而进入微孔则是一个比较长的过程,这与具有稳定结构的多孔介质中水分的运动机制相反(典型多孔介质极先吸水的是微孔),这种现象可通过低场时域核磁共振技术持续检测土壤样品中的水分的弛豫时间明显的观察到。 从T2反演谱图上可以看出,随着时间的推移,大孔中的水(约1000ms)的含量逐渐减少(谱峰面积逐渐减小),小孔中的水(约2.5ms)逐渐增加(谱峰面积逐渐增大)。同时,随着时间的推移,所有谱峰的位置逐渐左移,这说明,水分与土壤中的部分成分发生作用,使土壤的孔径大小发生变化,重新分布。 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。多孔介质中水分和气体的传输是研究的重要内容。MAG-MED水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质分析

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MAGMED Cores HP20L 非常规岩芯核磁共振分析仪针对非常规岩芯极低孔隙度、纳米级微孔隙、极低渗透率、高有机质含量特点而设计。配备高温高压核磁共振岩芯夹持器。可模拟非常规岩芯在地层条件下的压力和温度环境。研究岩芯在不同压力和温度条件下油、水及有机质的变化。高温高压夹持器主体由钛合金材料制作。极大工作压力为围压10000psi(68.95MPa)。驱替压8000psi(55.16 MPa)。极高样品温度为120℃;可检测1英寸标准岩芯(25.4mm) 样品。极短回波间隔0.08毫秒。驱替时可进行实时磁共振测量。MAGMED系列水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质弛豫分析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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土壤是一种具有复杂成分的多孔介质系统,包括粘土(伊利石、高岭石、蒙脱石等)、有机质(腐殖酸、酯等)等,作为一种非稳态多孔介质,其在吸水过程中孔隙状态发生变化,并形成新的孔隙分布状态。土壤中水分的渗透机理/水分迁移、水分子动力学等是一个复杂的过程,其对土壤微观结构的影响,直接影响土壤的相关特性,如土壤的持水能力、吸湿量、土壤污染等。水作为一种典型的含氢组分,是低场时域磁共振技术主要的检测目标物,通过对土壤吸水/失水过程中,土壤中水分弛豫时间的测量分析,可有效表征土壤的微观结果,土壤中水分的迁移情况、渗透机理、水分子动力学等,为土壤性能分析,如土壤的孔隙分布、土壤的污染研究等提供支撑。

水泥基材料的水化包括四个阶段: 反应期、诱导期、加速期和减速期。水泥浆体的 T1 ( 纵向弛豫时间) 和 T2 ( 横向弛豫时间) 随着水化的进行而逐渐减小,其中T1 能够反映水泥水化的不同阶段,对水泥基材料孔结构的研究主要有三个方面的指标: 孔隙率、孔尺度分布和孔比表面积, 常用的方法是压汞法和气体吸附法,在研究过程中,这两种方法均需将样品进行预先干燥,这很容易导致样品中的微孔结构遭到破坏,而且不能对同一个样品进行连续测试,难以得到孔结构连续变化的特征。而核磁共振技术可在非破坏条件下,可以连续测试水泥基材料的孔结构的变化,极大地促进水泥基材料的研究。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不同配方选择进行研究。

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两种二维核磁共振方法的测量结果中较明显的差异在于峰D的位置处的信号强度。从图中可以看出相比于使用常规T1-T2测量方法的结果,使用solidechoT1-T2测量方法可以得到更多的核磁共振信号。由于固体回波可以重聚氢氧化钙固体中存在的同核偶极耦合,可以认为峰D位置的是水泥水化过程中生成的固体产物的信号,通过进一步验证,得出峰D主要为钙矾石中结晶水的信号。另外,整体看峰C和峰D所在的区域,solidechoT1-T2测量方法测得的信号强度比常规T1-T2测量方法测得的信号强度高出31%,主要增强了峰D位置处的信号。综上所述,solidechoT1-T2测量方法可以获得更加完整的固体信号,对利用低场核磁共振技术开展水泥水化过程中的固体产物如氢氧化钙的定量研究具有重要意义。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。MAGMED系列水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质弛豫分析

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。MAG-MED水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质分析

PM-1030磁共振水泥基材料分析仪技术性能 1)10MHz磁共振频率和30mm直径的样品尺寸。提高测量的信噪比。确保仪器的高灵敏度; 2)特殊的探头设计。探头死时间短于15us。可完整的采集样品中固体及液体信号。从而获得全部的物理属性和含氢分子的运动状态; 3)高效的探头散热模式。可将测量时探头产生的热量带出。确保测量的稳定性; 4)基于贝叶斯算法的磁共振信号一维反演分析功能。可准确获得T1和T2弛豫时间分布;专有的二维数据分析方法。可重组T1 -T2 /T2 -T2二维相关谱图; 5)基于PID算法的温控系统。使磁体的场强变化保持在200Hz/h。确保测量结果的可靠性与稳定性; 6)较短的样品管设计。便于水泥样品的配置和制作; 7)在增加附件的前提下。升级带有温度场系统。进行相关的对样品进行变温实验。MAG-MED水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质分析

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