MAGMED系列水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理

基于低场时域核磁共振技术的土壤润湿性评价标准探索 土壤的润湿性其本质机制是水分进入土壤后所发生的一系列化学反应。水分进入土壤后，其有两个进程，first个为快速吸收，这主要是由于干燥的有机物吸水、膨胀，形成凝胶，并产生微孔；第二个进程主要体现在具有憎水性的土壤中，即土壤颗粒表面的憎水性有机物覆层与载体-土壤颗粒之间的连接，因水分的渗透作用而发生破坏，该过程伴随少量的吸水量，且持续时间较长。基于低场时域磁共振技术，通过测量土壤样品中的水分的横向弛豫时间及其分布发现：当憎水性土壤暴露在水分中足够长的时间，其与同类型的润湿性能优异的土壤将达到相同或相似的水分分布平衡状态。基于此，低场时域核磁共振技术，为评价土壤的润湿性提供了一条可行的途径：通过计算土壤样品的加权平均T2横向弛豫时间T2gm，即当土壤样品暴露于水中足够长的时间后，其T2gm持续降低，并在3周后，降低一个数量级，则说明该土壤为憎水性土壤，润湿性能较差。 磁共振土壤分析仪，采用优化的磁场强度、探头系统、温控系统等硬件配置，功能强大的软件分析系统，可对土壤样品进行长时间在线精确测量，可为土壤润湿性评价分析提供一种高效、快捷、精确分析途径。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岩芯湿性检测分析。MAGMED系列水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理

物质的弛豫特性反映了物质内部原子核所处的化学环境以及分子之间的相互作用，所以弛豫特性能够灵敏地反映出物体内物质所处环境的变化以及物体内不同物质含量比例的变化，比如岩心中水的弛豫时间随着孔隙的变小而变小、硫酸铜溶液的浓度越大其弛豫时间越短。因此，利用这一原理，弛豫分析技术能够实现物体内物质的鉴别、物体内部的结构分析以及物质的定量分析。 核磁共振弛豫分析技术作为核磁共振技术的一个重要分支，核磁共振弛豫分析技术具有较低的应用成本和广阔的应用前景，在各行各业发挥着越来越重要的、不可替代的作用。NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质分析水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于非常规岩芯总孔隙度及有效孔隙度检测。

核磁共振技术是利用岩石等多孔介质内部流体中H原子的核磁共振信号强度与流体体积成正比这一特性来实现岩石微观孔隙结构测量，T2图谱是核磁共振测得的直观结果之一。对于均质的纯净物，发生核磁共振时其内部每个原子核与周围环境的相互作用基本相同，因此可以用一个单一的弛豫时间T来表征被测样品的物性特征。而对于岩石这种多孔介质而言，情况要复杂的多。岩石矿物含量与构成不一，孔隙内的流体被岩石骨架分割在大小形状不一的孔道内，每个原子核与固体表面的接触机会不一样，导致每个原子核弛豫被加强的几率不等，因此，储层岩石内的流体弛豫不能用单一的弛豫时间来描述，而应当是一个分布。不同类型岩石内不同流体决定了各自具有不同的弛豫时间分布。

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水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质核磁共振(NMR)基本原理: 带自旋的原子核（1H） 1) 一个带电的自旋体产生一环形电流。从而形成微观磁场自旋磁矩； 2) 自旋磁矩与一般的小磁铁一样具有南北极； 3) 在无外加磁场时。物质中的原子核磁场的指向是无规则分布的。宏观磁矩M0为0宏观磁矩M0的形成； 4) 置于静磁场中原子核与磁场产生作用。沿着磁场方向定向排列。形成宏观磁矩M0 NMR信号产生原理 1) 样品进入检测区域。样品中中氢原子核的磁矩将沿着静磁场方向排列并形成宏观磁矩M0 2) 施加特定频率激发脉冲。宏观磁矩定向偏转 3) 脉冲结束。宏观磁矩定向恢复并产生核磁共振信号 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、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。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。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质检测服务

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T2值与孔隙直径r正相关，即T2值小孔隙就小，T2 值大孔隙就大。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。随钢渣粉掺量增加，主峰右移、主峰峰值与峰面积明显增大。主峰分布在较小T2时间处，其余2个波峰峰面积均较小，反映试件中的水主要以吸附水的形式存在。谱峰所处的位置表征试件孔径大小，谱峰面积体现相应孔径数量的多少，峰面积与含水量成正比，相应的峰面积变化间接反映试件中水（吸附水、孔隙水、自由水）的变化。主峰面积变化幅度明显大于其2 个波峰，表明钢渣粉替代量、比表面积不同，试件中吸附水含量变化较大，试件中孔隙水、自由水变化不大。MAGMED系列水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理

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