巖石和土體是天然形成的多孔介質材料,其內部有大量不規則、多尺度的孔隙,并且還存在不同狀態和不同數量的水分。由于土體和巖體的力學性質、工程的施工方法、及其邊坡的安全穩定與其中水分和孔隙的變化息息相關,巖土體中的水分變化和孔隙變化對整個結構的力學性質有著很大的影響,因此,掌握巖土體中孔隙結構及水分變化對工程非常重要。核磁共振技術是一種可以測得多孔介質的微觀結構及其內部水分分布狀態的先進技術,在研究水和孔隙的變化上有突出貢獻,對提高工程安全和工程質量非常有幫助。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質磁共振分析儀可研究水泥基材料的微觀結構、裂縫變化。高精度核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質應用領域示例
用核磁共振研究摻防凍劑的白水泥漿體的結冰抗凍行為,發現在-2℃時核磁共振信號出現突變,這是由于大于50nm孔隙里面的水出現結冰。同時還發現摻以硝酸鈣為主的防凍劑會減少尺寸在3~10nm 范圍內的孔隙數量,形成相對粗大的孔隙(尺寸不小于30nm的孔隙數量有所增加),這將促使防凍劑在混凝土內部孔隙中更好地滲透擴散,增強其作用效果。用核磁共振質子縱向弛豫研究了高效減水劑對白水泥漿體水化進程的影響,發現高效減水劑可以延長水泥漿體工作性的保持時間,并且明顯加速水泥的水化。高精度核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質應用領域示例水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質低場核磁共振技術主要采用永磁體結構,磁場強度一般在1.0 T以下。
低場時域核磁共振技術(弛豫時間理論)以其無損、無侵入、檢測時間短、可檢測至更加微觀的維度等特點,在土壤分析領域的應用越來越被科研工作者關注,尤其在土壤孔隙表征方面,包括孔徑大小測量、孔徑分布分析等。與X-Ray計算機斷層掃描技術(X-Ray Computed tomography)相比,低場時域核磁共振技術檢測更快,可對土壤中的納米級孔隙進行定量分析,可用于研究土壤不同系統中的水動力學研究,如陶土/水系統、有機物/水系統等。核磁共振弛豫理論應用在70年代極先被引入土壤研究領域,用于測量土壤樣品中的水含量,之后隨著技術理論的越來越成熟,應用范圍越來越廣,如泥煤樣品中水的表征、水與土壤的相互作用、有機物與土壤的相互作用等。而對于土壤孔隙特征的表征應用則開始于90年代,從極初的輔助定性分析,到精確定量表征,從精度要求不高的大尺寸孔隙表征,到納米級孔隙的分布研究,從單一的表征孔隙,到研究土壤中溶質變化、土壤中有機質和陶土膨脹對孔隙影響的系統研究,與土壤科學研究領域傳統方法相比,低場時域核磁共振技術正以其獨特的技術先進性,成為土壤科學研究領域越來越重要的研究手段和方法。
核磁共振弛豫分析設備通常使用永磁體產生磁場。其磁場強度較低。體積相對于核磁共振波譜儀和核磁共振成像設備要小得多。而且通常不含梯度模塊。所以價格相對很低(幾十萬人民幣)。基本沒有維護費用。物質的弛豫特性反映了物質內部原子核所處的化學環境以及分子之間的相互作用。所以弛豫特性能夠靈敏地反映出物體內物質所處環境的變化以及物體內不同物質 含量比例的變化。比如巖心中水的弛豫時間隨著孔隙的變小而變小、硫酸銅溶液的濃度越大其弛豫時間越短。因此。利用這一原理。弛豫分析技術能夠實現物體內物質的鑒別、物體內部的結構分析以及物質的定量分析。如牛奶摻假的檢測和定量分析、 木材和巖心的孔徑分布、種子中水分和油脂含量的測定以及油脂中固態脂肪含量的測定等等。江蘇麥格瑞電子科技有限公司致力于醫學領域、生命健康領域的磁共振產品的研制開發、銷售及技術理念的推廣。
水泥基材料是一種非常復雜的材料。 未水化的水泥以晶體礦物為主,但水化后的水泥基材料既含有晶態的鈣礬石、氫氧化鈣及未水化的水泥礦物,又有C-S-H凝膠及其它非晶態相,且水化產物以非晶態物質為主。同時其結構中既含有固態物質,又有液態的孔溶液及氣孔。由于水泥基材料組份和結構的復雜性,大部分的現代測試分析方法在研究水泥水化及其它過程時所能得到的信號不清晰(X射線衍射為典型),而核磁共振技術無此方面限制,它可表征水分在水泥基材料中的分布及傳輸,極大地促進水泥基材料的研究。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質磁共振分析儀可用于對土壤水分物性,自由水與束縛水水分遷移的測量分析。高精度核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質應用領域示例
核磁共振磁體的主要指標有磁場強度、磁場均勻性、磁場的溫度穩定性。增加磁場強度能夠。高精度核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質應用領域示例
基于低場時域核磁共振技術的土壤潤濕性評價標準探索 土壤的潤濕性其本質機制是水分進入土壤后所發生的一系列化學反應。水分進入土壤后,其有兩個進程,first個為快速吸收,這主要是由于干燥的有機物吸水、膨脹,形成凝膠,并產生微孔;第二個進程主要體現在具有憎水性的土壤中,即土壤顆粒表面的憎水性有機物覆層與載體-土壤顆粒之間的連接,因水分的滲透作用而發生破壞,該過程伴隨少量的吸水量,且持續時間較長。基于低場時域磁共振技術,通過測量土壤樣品中的水分的橫向弛豫時間及其分布發現:當憎水性土壤暴露在水分中足夠長的時間,其與同類型的潤濕性能優異的土壤將達到相同或相似的水分分布平衡狀態。基于此,低場時域核磁共振技術,為評價土壤的潤濕性提供了一條可行的途徑:通過計算土壤樣品的加權平均T2橫向弛豫時間T2gm,即當土壤樣品暴露于水中足夠長的時間后,其T2gm持續降低,并在3周后,降低一個數量級,則說明該土壤為憎水性土壤,潤濕性能較差。 磁共振土壤分析儀,采用優化的磁場強度、探頭系統、溫控系統等硬件配置,功能強大的軟件分析系統,可對土壤樣品進行長時間在線精確測量,可為土壤潤濕性評價分析提供一種高效、快捷、精確分析途徑。高精度核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質應用領域示例