水泥基材料仍然是世界上極重要的工程材料之一。盡管水泥基材料廣闊應(yīng)用到工程建設(shè)中已有很長 時間,然而鑒于測試手段的限制,人們對水泥的水化進程、水化過程中微觀結(jié)構(gòu)的形成及其與水泥基材料宏觀性能間的關(guān)系等內(nèi)容并不完全清楚。自核磁共振這一物理現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)以來,核磁共振測試技術(shù)已經(jīng)廣闊應(yīng)用到生物制藥、食品安全和材料表征等領(lǐng)域。 近年來,隨著低場核磁共振技術(shù)的發(fā)展,其逐漸被應(yīng)用到水泥基材料的研究中,它可以提供關(guān)于水泥基材料的孔隙率、 孔徑分布和水化動力學(xué)等方面的信息,成為表征水泥基材料的一種重要手段。多孔介質(zhì)具有高滲透性和良好的力學(xué)性能。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)弛豫信號
巖石中流體的擴散受到周圍固體介質(zhì)的限制,是一種受限擴散,其擴散系數(shù)、弛豫時間與巖石孔隙結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)有很大的關(guān)系,巖心流體中自旋核磁矩弛豫與擴散機理,對深入了解低滲透巖石孔隙結(jié)構(gòu)和滲流特征有很大幫助.同時,巖心中表面潤濕性與核磁共振參數(shù)的關(guān)系是潤濕性研究的基礎(chǔ)。巖心中弛豫時間測量基本的規(guī)律是:與孔壁表面接觸越緊密,流體的弛豫時間越短.由于分子無規(guī)則熱運動引起分子與孔壁的碰撞進而產(chǎn)生表面弛豫作用,孔徑中的擴散和弛豫時間有非常緊密地聯(lián)系.核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)系統(tǒng)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)替檢測分析。
采用核磁共振測定水泥硬化漿體孔徑分布時不只可得到凝膠孔信息,而且操作簡易,流程迅速,對樣品不產(chǎn)生任何損傷,具有很大的優(yōu)勢和應(yīng)用前景。同時,低場核磁共振技術(shù)還可用于研究水泥水化進程和硬化漿體中水的擴散。從分析水泥中順磁性物質(zhì)含量和來源對其核磁共振信號影響這個角度出發(fā),尋找順磁性物質(zhì)對核磁共振信號的影響規(guī)律,并對低場核磁共振測定孔徑分布和化學(xué)結(jié)合水含量的方法進行修正,提高測試方法的準(zhǔn)確性,可為使用低場核磁共振技術(shù)研究水泥水化進程提供理論依據(jù)。
低場時域核磁共振技術(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)。通常對土壤等多孔介質(zhì)中的孔隙定性分為3大類:微孔(micropores)、中孔(mesopores)、大孔(macropores)。當(dāng)孔隙中填充水時,由于水中的氫原子核在不同尺寸的孔隙中,受到的束縛強度不同?;诘蛨鰰r域核磁共振技術(shù)原理,當(dāng)氫原子在靜磁場中,受靜磁場作用,定向排列,形成宏觀磁矩,被一特定交變磁場激發(fā)后,吸收能量,使宏觀磁矩發(fā)生偏轉(zhuǎn)(90°、180°等),當(dāng)交變磁場撤除后,受靜磁場作用,宏觀此舉恢復(fù)到初始狀態(tài),這一過程即共振。其中橫向弛豫時間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,即束縛的越強烈,弛豫越快,T2越小。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。
潤濕性:存在兩種非混相流體時,其中某一相流體沿固體表面延展或附著的傾向性。衡量標(biāo)準(zhǔn):1)接觸角:0-完全潤濕;<90-潤濕好;>90-潤濕不好,=180-完全不潤濕2)附著功:單位面積固-液界面在第三相(一般為空氣)中拉開所做的功接觸角越小,附著功越大潤濕反轉(zhuǎn)現(xiàn)象:固體表面+活性劑改變水油潤濕性(砂巖采油提高采收率)潤濕滯后現(xiàn)象:一相驅(qū)替另一相過程中出現(xiàn)的潤濕現(xiàn)象,分為靜潤濕滯后、動潤濕滯后(接觸角-前進角、后退角)測量方法:1)直接法:接觸角法2)吊板法:界面張力3)間接法:自吸或自吸離心法水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于對土壤等多孔介質(zhì)的孔隙度、孔隙大小分布的測量分析。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)弛豫信號
水泥基材料的選擇和設(shè)計對多孔介質(zhì)的性能有重要影響。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)弛豫信號
MAGMED-Soil-2260高精度磁共振土壤分析儀是用于測試土壤等多孔介質(zhì)的分析儀。該系統(tǒng)主要用于對樣品水分物性。自由與束縛水。以及水分遷移的測量分析??捎糜趯ν寥赖榷嗫捉橘|(zhì)的孔隙度、孔隙大小分布的測量與分析。還可用于探測和研究樣品中的固體有機質(zhì)。 Soil-2260高精度磁共振土壤分析儀采用23MHz磁場強度及進口部件配置??蓹z測到樣品中的微量含氫物質(zhì)。在保證測量精度的同時。極大拓展了儀器的應(yīng)用領(lǐng)域。如土壤修復(fù)情況評價、質(zhì)地結(jié)構(gòu)變化對水文特性的影響研究等。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)弛豫信號