高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)水化過程分析檢測(cè)

(1) 土壤水作為水資源的一個(gè)重要組成部分，是一切陸生植物賴以生存的基礎(chǔ)，同時(shí)也是溶質(zhì)和熱量在土壤中傳輸?shù)闹饕d體。所以，土壤水的數(shù)量和相態(tài)分布極大 地影響著土壤中其他環(huán)境因子，進(jìn)而影響植物和土壤生物的生存狀況[1]。在中國長江中下游地區(qū)，城市化的快速擴(kuò)張使得分布在城郊的肥沃老蔬菜地被迫轉(zhuǎn)化為城市用地。為滿足人們對(duì)蔬菜產(chǎn)品日益增加的需求，城郊原有的水稻田轉(zhuǎn)成新蔬菜地。水稻田轉(zhuǎn)成設(shè)施菜地后，耕作方式由季性水-旱輪作轉(zhuǎn)變?yōu)槌Ｄ旰蹈?，常年?span style="color:#f00;">強(qiáng)度的 耕作和施肥以及無降水、高蒸發(fā)量的環(huán)境條件致使土壤環(huán)境在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生劇烈變化：土壤水的數(shù)量和形態(tài)迅速改變，鹽分表聚現(xiàn)象頻現(xiàn)，土壤板結(jié)退化嚴(yán)重。因此，研究水稻田轉(zhuǎn)化為設(shè)施菜地后土壤持水性能的演變，尤其是土壤水分的相態(tài)分布的演變，對(duì)實(shí)現(xiàn)設(shè)施菜地土壤可持續(xù)管理具有重要意義。多孔介質(zhì)中水分和氣體的傳輸是研究的重要內(nèi)容。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)水化過程分析檢測(cè)

核磁共振技術(shù)是利用巖石等多孔介質(zhì)內(nèi)部流體中H原子的核磁共振信號(hào)強(qiáng)度與流體體積成正比這一特性來實(shí)現(xiàn)巖石微觀孔隙結(jié)構(gòu)測(cè)量，T2圖譜是核磁共振測(cè)得的直觀結(jié)果之一。對(duì)于均質(zhì)的純凈物，發(fā)生核磁共振時(shí)其內(nèi)部每個(gè)原子核與周圍環(huán)境的相互作用基本相同，因此可以用一個(gè)單一的弛豫時(shí)間T來表征被測(cè)樣品的物性特征。而對(duì)于巖石這種多孔介質(zhì)而言，情況要復(fù)雜的多。巖石礦物含量與構(gòu)成不一，孔隙內(nèi)的流體被巖石骨架分割在大小形狀不一的孔道內(nèi)，每個(gè)原子核與固體表面的接觸機(jī)會(huì)不一樣，導(dǎo)致每個(gè)原子核弛豫被加強(qiáng)的幾率不等，因此，儲(chǔ)層巖石內(nèi)的流體弛豫不能用單一的弛豫時(shí)間來描述，而應(yīng)當(dāng)是一個(gè)分布。不同類型巖石內(nèi)不同流體決定了各自具有不同的弛豫時(shí)間分布。核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)液體飽和度檢測(cè)核磁共振是指靜磁場(chǎng)中的自旋原子核在另一交變磁場(chǎng)中自旋能級(jí)發(fā)生塞曼分裂，共振吸收某一頻率的。

水泥基材料是一種非常復(fù)雜的材料。 未水化的水泥以晶體礦物為主，但水化后的水泥基材料既含有晶態(tài)的鈣礬石、氫氧化鈣及未水化的水泥礦物，又有Ｃ-Ｓ-Ｈ凝膠及其它非晶態(tài)相，且水化產(chǎn)物以非晶態(tài)物質(zhì)為主。同時(shí)其結(jié)構(gòu)中既含有固態(tài)物質(zhì)，又有液態(tài)的孔溶液及氣孔。由于水泥基材料組份和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，大部分的現(xiàn)代測(cè)試分析方法在研究水泥水化及其它過程時(shí)所能得到的信號(hào)不清晰（Ｘ射線衍射為典型），而核磁共振技術(shù)無此方面限制，它可表征水分在水泥基材料中的分布及傳輸，極大地促進(jìn)水泥基材料的研究。

相比于經(jīng)典的土壤水分測(cè)量方法，基于低場(chǎng)核磁的土壤水分相態(tài)分布探測(cè)技術(shù)具有操作步驟簡單、測(cè)試過程便捷、成本投入較低的優(yōu)勢(shì)。另外，它還有專門使用的土壤水分測(cè)量軟件，實(shí)現(xiàn)了參數(shù)設(shè)置、定標(biāo)、測(cè)量、數(shù)據(jù)上傳、查詢過程的一體化，可以直接將測(cè)試結(jié)果實(shí)時(shí)傳輸?shù)诫娔X終端，結(jié)合自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)施菜地土壤管理的科學(xué)化和自動(dòng)化。另外，由于核磁共振測(cè)氫技術(shù)可以很好地區(qū)分不與固體顆粒或溶劑相互作用的自由水和結(jié)晶水，以及物理化學(xué)鍵結(jié)合的結(jié)合水或不易移動(dòng)水，并且可以通過橫向弛豫特征峰面積與土壤含水率之間的線性關(guān)系推算出土壤含水量，從而可為土壤水分相態(tài)分布的檢出提供新的技術(shù)支持。低場(chǎng)核磁共振是一種正在興起的快速無損檢測(cè)技術(shù)。具有測(cè)試速度快，靈敏度高、無損、綠色等優(yōu)點(diǎn)。

MAGMED Soil-2260磁共振土壤分析儀系統(tǒng)是一款用于測(cè)試土壤等多孔介質(zhì)的專業(yè)分析儀器。儀器基于低場(chǎng)時(shí)域核磁共振原理。采用目前世界上極新的核磁共振電子控制部件、專業(yè)的數(shù)據(jù)采集和分析軟件、以及對(duì)樣品分析所制定的測(cè)量規(guī)程。使得該儀器成為強(qiáng)有力的核磁共振分析的工具。 MAGMED Soil-2260磁共振土壤分析儀通過測(cè)量樣品中不同含氫組分的弛豫時(shí)間信息。從而獲得樣品的相關(guān)信息。同時(shí)Soil-2290可滿足長時(shí)間在線測(cè)量。對(duì)于樣品因外部條件變化而引起的微觀結(jié)構(gòu)、裂縫變化。鹽類在孔隙中的形成。水分在樣品中的擴(kuò)散等進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。通過前后測(cè)量結(jié)果的對(duì)比實(shí)現(xiàn)上述研究。核磁共振測(cè)量方法一類是測(cè)量非均勻磁場(chǎng)中不同時(shí)間產(chǎn)生的回波串的信號(hào)衰減包絡(luò)。TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)檢測(cè)設(shè)備

多孔介質(zhì)的研究有助于優(yōu)化工程設(shè)計(jì)和降低工程成本。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)水化過程分析檢測(cè)

低場(chǎng)核磁共振（NMR）巖心分析技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)井和錄井中得到了廣闊應(yīng)用，它主要反映巖石內(nèi)部的含氫流體（包括油、氣、水）的分布狀況，并且可以結(jié)合其他手段間接反映巖石孔隙結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息，它具有快速檢測(cè)、無損巖心、無污染、可重復(fù)檢測(cè)等特點(diǎn)。飽水巖石的弛豫時(shí)間（T2）分布存在著一種“擴(kuò)散耦合”效應(yīng)——巖石孔隙尺度變化大時(shí)，不同尺寸孔隙中的含氫流體往會(huì)相互擴(kuò)散而使巖石的T2分布趨于“平均化”，這使得 T2分布難以顯示這種復(fù)雜的孔徑分布。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)水化過程分析檢測(cè)