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时域磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统应用领域

关键词: 时域磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统应用领域 水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质

2024.09.17

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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。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于对土壤水分物性,自由水与束缚水水分迁移的测量分析。时域磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统应用领域

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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。时域磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统应用领域水泥基材料-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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岩石和土体是天然形成的多孔介质材料,其内部有大量不规则、多尺度的孔隙,并且还存在不同状态和不同数量的水分。由于土体和岩体的力学性质、工程的施工方法、及其边坡的安全稳定与其中水分和孔隙的变化息息相关,岩土体中的水分变化和孔隙变化对整个结构的力学性质有着很大的影响,因此,掌握岩土体中孔隙结构及水分变化对工程非常重要。核磁共振技术是一种可以测得多孔介质的微观结构及其内部水分分布状态的先进技术,在研究水和孔隙的变化上有突出贡献,对提高工程安全和工程质量非常有帮助。

小型核磁共振是核磁共振技术的一种独特实现形式,近年来凭借便捷、绿色和准确的优势,在工业、医学、农业、食品、材料等研究领域涌现出大量新方法、新应用。小型核磁共振精华在于一个“小”字,它赋予核磁共振技术众多新特性和新生命力。 成本经济化:核磁共振硬件的小型化直接降低了制造的成本,是实现规模化应用的第二大优势。小型的核磁共振通常采用成本降低的永磁体作构建主磁场,硬件本身降低的同时,维护、屏蔽和场地成本也极大降低。随着经济性的提升,科研机构逐步流行配置小型核磁共振仪器开展基础教学和科学研究的选项。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中油和水的温度压力特性检测分析。

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利用核磁共振资料的储层分级评价,一般考虑影响孔隙结构的因素主要是核磁谱形分布、孔隙度、 地层厚度等宏观储层参数,而对于极大孔喉半径、 极大进汞饱和度等反映储层孔隙结构、储层渗流特 性等微观参数分析明显不足。从宏观尺度及微观尺度2个方面进行孔隙结构参数的选择,为储层分级评价模型的建立提供更为可靠的依据。核磁共振T2分布谱所包含丰富的数字信息反映了岩石特定的物理信息。储层中的可动流体和束缚流体可以通过核磁共振测井进行定量评价。核磁共振测量方法一类是测量非均匀磁场中不同时间产生的回波串的信号衰减包络。高精度水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用研究

非常规岩芯磁共振分析仪特有T1-T2二维脉冲,可区分样品中不同的含氢组分,如水、油、气、油母沥青等。时域磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统应用领域

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。时域磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统应用领域

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