低場(chǎng)核磁共振技術(shù)直接給出水泥漿體中水的信息，包括含量以及受限程度，因此可以用來(lái)反映水泥漿體在新攪拌階段流動(dòng)性的變化以及減水劑的作用，還可以半定量地表征水泥水化過(guò)程中水的消耗。 通過(guò)合成硅酸三鈣和鐵鋁酸四鈣單礦物，采用低場(chǎng)核磁共振對(duì)其水化進(jìn)行表征，以及研究鐵鋁酸四鈣含量對(duì)硅酸三鈣核磁共振信號(hào)的影響。重要研究進(jìn)展包括采用Pechini法合成硅酸三鈣和鐵鋁酸四鈣，采用橫向弛豫時(shí)間-縱向弛豫時(shí)間（T1-T2）相關(guān)譜對(duì)水化進(jìn)行表征水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于非常規(guī)巖芯的油母與瀝青等有機(jī)質(zhì)檢測(cè)分析。麥格邁水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)原理

將比表面積為380m2/kg的普通硅酸鹽水泥與鐵渣粉混合制成不同鐵渣含量的試樣。試樣真空保水后使用PM-1030磁共振水泥基材料分析儀進(jìn)行檢測(cè)。將測(cè)試結(jié)果反演得到曲線(xiàn)圖，觀察各試件飽水樣T2 譜相似，均有2~3個(gè)弛豫峰且均以短弛豫為主，弛豫時(shí)間絕大部分在0.01ms~1ms 之間，在10ms~100ms和100ms~1000ms之間存在比例很小的峰。每個(gè)弛豫峰表征一種狀態(tài)的水（化學(xué)結(jié)合水、 吸附水、孔隙水與自由水）。研究表明 ：化學(xué)結(jié)合水的橫向弛豫時(shí)間很短，試驗(yàn)無(wú)法采集到試件中化學(xué)結(jié)合水的信號(hào)，已知吸附水流動(dòng)性＜孔隙水流動(dòng)性＜自由水流動(dòng)性。T2 值小孔 隙就小，T2 值大孔隙就大，T2 與 r 正相關(guān)，因此核 磁共振T2 譜測(cè)試結(jié)果可間接反映試件內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)。 T2 時(shí)間越短，水的流動(dòng)性越差。因此，T2 譜的3個(gè)峰依次對(duì)應(yīng)飽水試件中吸附水、孔隙水和自由水中氫核的核磁共振信號(hào)。MAG-MED水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)高性能驅(qū)替系統(tǒng)多孔介質(zhì)的研究有助于提高工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。

基于低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)的土壤潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的探索 土壤的憎水性是土壤潤(rùn)濕性差的直接體現(xiàn)，通常是由于土壤中的有機(jī)物在土壤表層形成一層覆層，從而阻礙水分在土壤中的吸收。 從低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)理論來(lái)看，土壤潤(rùn)濕性差主要表現(xiàn)為：土壤的水分以自由水的形式存在，其橫向弛豫時(shí)間（T2）當(dāng)量通常大于1000ms量級(jí)。土壤潤(rùn)濕性?xún)?yōu)主要表現(xiàn)為：土壤中的水分快速吸收，以束縛水形式存在，其橫向弛豫時(shí)間（T2）反演譜圖上有兩個(gè)在在1ms-10ms，10ms-100ms當(dāng)量的譜峰。因此，通過(guò)計(jì)算其弛豫時(shí)間的幾何平均數(shù)，即加權(quán)平均T2弛豫時(shí)間，可定性評(píng)價(jià)土壤的潤(rùn)濕性：在土壤樣品中加水后，短時(shí)間內(nèi)（幾天）持續(xù)測(cè)量其橫向弛豫時(shí)間T2，并計(jì)算加權(quán)平均橫向弛豫時(shí)間T2gm，如T2gm大于1000ms，那么該土壤樣品潤(rùn)濕性差，表現(xiàn)為憎水性；如T2gm小于1000ms，且變化不大，那么該土壤樣品潤(rùn)濕性好，持水能力強(qiáng)。 MAGMED磁共振土壤分析儀，以其優(yōu)化的場(chǎng)強(qiáng)、探頭系統(tǒng)等硬件配置，功能強(qiáng)大的軟件分析系統(tǒng)，可對(duì)土壤樣品中的水分信息進(jìn)行全力精確的測(cè)量，可為土壤潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)分析提供一種高效、快捷、精確分析途徑。

兩種二維核磁共振方法的測(cè)量結(jié)果中較明顯的差異在于峰D的位置處的信號(hào)強(qiáng)度。從圖中可以看出相比于使用常規(guī)T1-T2測(cè)量方法的結(jié)果，使用solidechoT1-T2測(cè)量方法可以得到更多的核磁共振信號(hào)。由于固體回波可以重聚氫氧化鈣固體中存在的同核偶極耦合，可以認(rèn)為峰D位置的是水泥水化過(guò)程中生成的固體產(chǎn)物的信號(hào)，通過(guò)進(jìn)一步驗(yàn)證，得出峰D主要為鈣礬石中結(jié)晶水的信號(hào)。另外，整體看峰C和峰D所在的區(qū)域，solidechoT1-T2測(cè)量方法測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度比常規(guī)T1-T2測(cè)量方法測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度高出31%，主要增強(qiáng)了峰D位置處的信號(hào)。綜上所述，solidechoT1-T2測(cè)量方法可以獲得更加完整的固體信號(hào)，對(duì)利用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)開(kāi)展水泥水化過(guò)程中的固體產(chǎn)物如氫氧化鈣的定量研究具有重要意義。核磁共振測(cè)量方法一類(lèi)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)。

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。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于非常規(guī)巖芯的油水氣等在地層條件下的驅(qū)替檢測(cè)分析。一體式水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)弛豫信號(hào)

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可對(duì)水泥基材料的水化過(guò)程進(jìn)行分析。麥格邁水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)原理

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；麥格邁水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)原理