NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质

低场时域核磁共振技术用于土壤中的孔隙分布研究 土壤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。通常对土壤等多孔介质中的孔隙定性分为3大类：微孔（micropores）、中孔（mesopores）、大孔（macropores）。当孔隙中填充水时，由于水中的氢原子核在不同尺寸的孔隙中，受到的束缚强度不同。基于低场时域核磁共振技术原理，当氢原子在静磁场中，受静磁场作用，定向排列，形成宏观磁矩，被一特定交变磁场激发后，吸收能量，使宏观磁矩发生偏转（90°、180°等），当交变磁场撤除后，受静磁场作用，宏观此举恢复到初始状态，这一过程即共振。其中横向弛豫时间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。核磁共振是指具有固定磁距的原子核，在恒定磁场与交变磁场的作用下，与交变磁场发生能量。NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质

将比表面积为380m2/kg的普通硅酸盐水泥与铁渣粉混合制成不同铁渣含量的试样。试样真空保水后使用PM-1030磁共振水泥基材料分析仪进行检测。将测试结果反演得到曲线图，观察各试件饱水样T2 谱相似，均有2~3个弛豫峰且均以短弛豫为主，弛豫时间绝大部分在0.01ms~1ms 之间，在10ms~100ms和100ms~1000ms之间存在比例很小的峰。每个弛豫峰表征一种状态的水（化学结合水、 吸附水、孔隙水与自由水）。研究表明 ：化学结合水的横向弛豫时间很短，试验无法采集到试件中化学结合水的信号，已知吸附水流动性＜孔隙水流动性＜自由水流动性。T2 值小孔 隙就小，T2 值大孔隙就大，T2 与 r 正相关，因此核 磁共振T2 谱测试结果可间接反映试件内部孔隙结构。 T2 时间越短，水的流动性越差。因此，T2 谱的3个峰依次对应饱水试件中吸附水、孔隙水和自由水中氢核的核磁共振信号MAGMED系列水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质弛豫信号水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于研究非常规岩芯中液体驱替对岩芯的影响检测分析。

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)

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。从而获得全力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。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。

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。低场核磁共振是一种正在兴起的快速无损检测技术。具有测试速度快，灵敏度高、无损、绿色等优点。氢核磁核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用领域示例

江苏麦格瑞电子科技有限公司致力于医学领域、生命健康领域的磁共振产品的研制开发、销售及技术理念的推广。NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质

低场核磁共振是一种正在兴起的快速无损检测技术。具有测试速度快。灵敏度高、无损、绿色等优点。已广阔应用在食品品质控制、非酒精性脂肪肝等代谢疾病研究、石油勘探、水泥水化过程分析、水泥基材料不同配方选择、土壤水分物性及孔隙物性研究、土壤固体有机质探测、非常规岩芯总体孔隙度及有效孔隙度检测、油水气饱等水泥基材料、土壤、岩芯等多孔介质领域。 水泥水化反应几分钟后，核磁共振纵向弛豫时间分布呈现两个峰，一个是在100ms附近，反映水泥颗粒周围自由水的弛豫信息；另一个是在2ms附近，反映水泥凝结之前包裹在絮凝结构中水的弛豫信息。研究发现，水泥水化进程中极长弛豫时间随时间的变化呈现出５个阶段，正好与水泥水化反应的初始反应、诱 导期、加速期、减速期和稳定期相对应。 通过质子横向弛豫来反映白水泥浆体的水化进程，发现从加水开始15min到200h，水泥浆体水化过程中出现５种不同的自旋质子群。研究中用自旋－自旋弛豫时间和信号量百分比来表征不同种类的自旋质子群，以此来监测水泥浆体的水化进程，观测研究结果与通过其它途径测得的结果呈现良好一致性，证明了用核磁共振来研究水泥水化的可靠性。 NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质

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