用核磁共振研究摻防凍劑的白水泥漿體的結(jié)冰抗凍行為，發(fā)現(xiàn)在－２℃時(shí)核磁共振信號(hào)出現(xiàn)突變，這是由于大于50nm孔隙里面的水出現(xiàn)結(jié)冰。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)摻以硝酸鈣為主的防凍劑會(huì)減少尺寸在3～10nm 范圍內(nèi)的孔隙數(shù)量，形成相對(duì)粗大的孔隙（尺寸不小于30nm的孔隙數(shù)量有所增加），這將促使防凍劑在混凝土內(nèi)部孔隙中更好地滲透擴(kuò)散，增強(qiáng)其作用效果。用核磁共振質(zhì)子縱向弛豫研究了高效減水劑對(duì)白水泥漿體水化進(jìn)程的影響，發(fā)現(xiàn)高效減水劑可以延長(zhǎng)水泥漿體工作性的保持時(shí)間，并且明顯加速水泥的水化。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。時(shí)域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析系統(tǒng)

巖石和土體是天然形成的多孔介質(zhì)材料，其內(nèi)部有大量不規(guī)則、多尺度的孔隙，并且還存在不同狀態(tài)和不同數(shù)量的水分。由于土體和巖體的力學(xué)性質(zhì)、工程的施工方法、及其邊坡的安全穩(wěn)定與其中水分和孔隙的變化息息相關(guān)，巖土體中的水分變化和孔隙變化對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性質(zhì)有著很大的影響，因此，掌握巖土體中孔隙結(jié)構(gòu)及水分變化對(duì)工程非常重要。核磁共振技術(shù)是一種可以測(cè)得多孔介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部水分分布狀態(tài)的先進(jìn)技術(shù)，在研究水和孔隙的變化上有突出貢獻(xiàn)，對(duì)提高工程安全和工程質(zhì)量非常有幫助。小核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)總體孔隙度檢測(cè)低場(chǎng)核磁共振技術(shù)對(duì)儀器環(huán)境要求不高，具有操作簡(jiǎn)單快捷、檢測(cè)速度快、對(duì)人體無(wú)輻射。

通過(guò)不同含水量土壤在靜置不同時(shí)間后的一維弛豫時(shí)間分析，可推斷：水分進(jìn)入土壤后，將立即滲透至不受約束的有機(jī)質(zhì)中，形成凝膠相，不受約束礦物顆粒（粘土）的微孔中，這一過(guò)程很短。然而隨著水分的進(jìn)入，土壤的組分單元將與水分產(chǎn)生相互作用，如水分滲透進(jìn)有機(jī)質(zhì)與礦物顆粒的結(jié)合界面，從而阻斷之間的氫鍵連接、離子鍵連接、共價(jià)鍵連接等，甚至還伴隨著水解作用的產(chǎn)生，隨著這些約束的破壞，其產(chǎn)物如分離出的有機(jī)質(zhì)和礦物顆粒進(jìn)一步吸水，從而終達(dá)到水分傳輸分布的平衡狀態(tài)，反推，當(dāng)如土壤失水干燥時(shí)，伴隨著凝膠相失水坍塌、有機(jī)質(zhì)與礦物質(zhì)在界面作用下，重新分型聚集，封閉微孔等。這可有效表征土壤在吸水/失水過(guò)程中微觀結(jié)構(gòu)的變化，對(duì)土壤中水分的遷移、水分子動(dòng)力學(xué)研究等提供依據(jù)，同時(shí)，這一微孔打開(kāi)/封閉的過(guò)程，將極有可能使污染物在土壤中聚集，從而形成土壤污染。T2弛豫時(shí)間反演譜圖累加值，可有效用于土壤總體含水量的測(cè)量，開(kāi)展土壤持水能力的研究。

表層沃土商品土中腐殖酸（HA） 提取及HA覆層sand樣品的制作；重油中瀝青（Asphaltenes）提取及瀝青覆層sand樣品的制作； 標(biāo)準(zhǔn)樣品0.002 M CuSO4溶液的弛豫時(shí)間當(dāng)量240us（1MHz）；Bulk蒸餾水的弛豫時(shí)間當(dāng)量2500ms； 3.5cm直徑、5cm高的樣品管；承裝樣品的高度略小于1.5cm（磁場(chǎng)的MORE檢測(cè)區(qū)域），加蓋，特氟龍膠帶纏繞，防止蒸發(fā)； 以1滴/秒的速度滴加蒸餾水，直至樣品的上表面有一薄層液體，模擬下雨的情況； 如果不加水，NMR測(cè)得的都是噪音信號(hào)，這說(shuō)明該文章中所使用的NMR設(shè)備和測(cè)量方法無(wú)法測(cè)得固體有機(jī)質(zhì)信號(hào)； 前后兩次測(cè)量土壤樣品的幅值誤差小于4%（驗(yàn)證重復(fù)性）； 標(biāo)準(zhǔn)樣品的幅值誤差小于5%，整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)（約20天）； NMR定量測(cè)量水含量與Mass balance方法（天平）誤差小于5%，NMR定量測(cè)量含水量的精度達(dá)到0.01g；水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)低場(chǎng)核磁共振技術(shù)主要采用永磁體結(jié)構(gòu)，磁場(chǎng)強(qiáng)度一般在1.0 T以下。

低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)用于土壤中的孔隙分布研究 土壤作為一種非穩(wěn)態(tài)多孔介質(zhì)，其在吸水過(guò)程中，孔隙狀態(tài)發(fā)生變化，并形成新的孔隙分布狀態(tài)。通常對(duì)土壤等多孔介質(zhì)中的孔隙定性分為3大類(lèi)：微孔（micropores）、中孔（mesopores）、大孔（macropores）。當(dāng)孔隙中填充水時(shí)，由于水中的氫原子核在不同尺寸的孔隙中，受到的束縛強(qiáng)度不同?；诘蛨?chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)原理，當(dāng)氫原子在靜磁場(chǎng)中，受靜磁場(chǎng)作用，定向排列，形成宏觀磁矩，被一特定交變磁場(chǎng)激發(fā)后，吸收能量，使宏觀磁矩發(fā)生偏轉(zhuǎn)（90°、180°等），當(dāng)交變磁場(chǎng)撤除后，受靜磁場(chǎng)作用，宏觀此舉恢復(fù)到初始狀態(tài)，這一過(guò)程即共振。其中橫向弛豫時(shí)間T2是描述氫原子核弛豫快慢的特征參數(shù)，其大小反應(yīng)了氫原子核所處的環(huán)境，即束縛的越強(qiáng)烈，弛豫越快，T2越小。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于土壤孔隙物性研究（孔隙變化及微觀結(jié)構(gòu)分析）。MAG-MED水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)弛豫信號(hào)

非常規(guī)巖芯磁共振分析儀可測(cè)0.02毫升水樣，誤差±0.5%，并可對(duì)氣體，如甲烷等，可直接測(cè)量。時(shí)域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析系統(tǒng)

水泥水化反應(yīng)幾分鐘后，核磁共振縱向弛豫時(shí)間分布呈現(xiàn)兩個(gè)峰，一個(gè)是在100ms附近，反映水泥顆粒周?chē)杂伤某谠バ畔ⅲ涣硪粋€(gè)是在2ms附近，反映水泥凝結(jié)之前包裹在絮凝結(jié)構(gòu)中水的弛豫信息。研究發(fā)現(xiàn)，水泥水化進(jìn)程中極長(zhǎng)弛豫時(shí)間隨時(shí)間的變化呈現(xiàn)出５個(gè)階段，正好與水泥水化反應(yīng)的初始反應(yīng)、誘 導(dǎo)期、加速期、減速期和穩(wěn)定期相對(duì)應(yīng)。 通過(guò)質(zhì)子橫向弛豫來(lái)反映白水泥漿體的水化進(jìn)程，發(fā)現(xiàn)從加水開(kāi)始15min到200h，水泥漿體水化過(guò)程中出現(xiàn)５種不同的自旋質(zhì)子群。研究中用自旋－自旋弛豫時(shí)間和信號(hào)量百分比來(lái)表征不同種類(lèi)的自旋質(zhì)子群，以此來(lái)監(jiān)測(cè)水泥漿體的水化進(jìn)程，觀測(cè)研究結(jié)果與通過(guò)其它途徑測(cè)得的結(jié)果呈現(xiàn)良好一致性，證明了用核磁共振來(lái)研究水泥水化的可靠性。時(shí)域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析系統(tǒng)