核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用介绍

时间:2024年08月23日 来源:

MAGMED-Soil-2260高精度磁共振土壤分析仪产品特色 1)高灵敏度:23MHz磁共振频率确保仪器的高灵敏度。 2)大磁极间距,满足大样品尺寸要求。并可升级为带有温压场探头系统。 3)多种附件:多种直径选配常温探头。满足用户不同样品尺寸要求。 4)特有T1-T2二维脉冲:可精确区分样品中不同的含氢组分。及强力束缚水信息。 5)特有T2-T2二维脉冲:可研究水分在联通孔中的迁移情况。 Soil-2260高精度磁共振土壤分析仪主要参数 1)磁体类型:稀土永磁体 2)磁场强度:0.5T (22.5 MHz) 3)标配探头: (Φ60 mm)小型核磁共振仪器能够从频率维度、空间维度和时间维度信息表征物体特性。核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用介绍

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低场核磁共振技术直接给出水泥浆体中水的信息,包括含量以及受限程度,因此可以用来反映水泥浆体在新搅拌阶段流动性的变化以及减水剂的作用,还可以半定量地表征水泥水化过程中水的消耗。 通过合成硅酸三钙和铁铝酸四钙单矿物,采用低场核磁共振对其水化进行表征,以及研究铁铝酸四钙含量对硅酸三钙核磁共振信号的影响。重要研究进展包括采用Pechini法合成硅酸三钙和铁铝酸四钙,采用横向弛豫时间-纵向弛豫时间(T1-T2)相关谱对水化进行表征高精度磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质水泥基材料配方选择增加核磁共振磁场强度能够提高检测的灵敏度,增加核磁共振磁场均匀性能够提高弛豫信号质量。

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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。

磁共振横向弛豫时间T2是描述氢原子核弛豫快慢的特征参数,其大小反应了氢原子核所处的环境,即束缚的越强烈,弛豫越快,T2越小。基于此,当土壤中充满水,通过对土壤样品T2弛豫时间的测量及T2弛豫时间的一维反演分布,可获得3-4个明显的谱峰,分别对应微孔、中孔、大孔及完全自由水,每个谱峰的积分面积对应该类型孔隙所占的比例,从而对土壤中的孔隙分布做出评价分析。通常微孔和潜力束缚水对应的T2为0.1-60ms之间,谱峰在60-300ms之间则表征中孔中水,大孔中的水对应的谱峰在300-1000ms之间,而完全自由水(Bulk water)的弛豫时间2s-3s之间。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析仪,配备22MHz静磁场,能够有效提高信号的信噪比,探头死时间小于15us,极短回波时间0.08ms,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,为土壤的孔隙分布研究提供一种精确、快速、方便的分析途径。土壤和岩芯的物理和化学性质影响多孔介质的性能。

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孔径分布:岩石的孔隙分类一般按孔隙的等效毛细管半径划分:

1)超毛细管孔隙:流体重力作用下可自由流动(大裂缝、溶洞、未胶结或胶结疏松的砂岩)【孔隙直径>0.5mm;裂缝宽度>0.25mm】

2)毛细管孔隙:流体在外力作用下可自由流动(一般砂岩)【孔隙直径[0.2μm,0.5mm];裂缝宽度[0.1μm,0.25mm]】

3)微毛细管孔隙:流体在自然压差下无法流动(泥岩)【孔隙直径<0.2μm;裂缝宽度<0.1μm】孔隙大小分布曲线及孔隙大小累积分布曲线: 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。高精度磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质水泥基材料配方选择

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对水分的吸收及酸腐蚀进行研究。核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用介绍

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 核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用介绍

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