水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统应用领域
孔隙结构:单重、双重、三重孔隙介质;共六种孔隙结构类型
1、单重孔隙介质
1)粒间孔隙结构:由大小形状不同的颗粒组成,颗粒间间隙被胶结物质填充;(等效球体-等直径/变截面微毛细管-网络模型)
2)纯裂缝结构:不规则、不渗透;(裂缝网络分隔)
2、双重孔隙介质
1)裂缝-孔隙结构:粒间孔隙介质又被裂缝分隔为多个块状单元;(双重孔隙度、渗透率)
2)溶洞-孔隙结构:粒间孔隙岩石中分布着大的溶洞,尺寸超过毛细管大小;(两种流动规律:粒间孔渗流规律、溶洞孔纳维斯托克斯方程)
3、三重孔隙介质
1)孔隙-微裂缝-大洞穴
2)孔隙-微裂缝-大裂缝 多孔介质在水利工程、土木工程等领域有广泛应用。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统应用领域

低场时域核磁共振技术用于土壤中的孔隙分布研究 土壤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。通常对土壤等多孔介质中的孔隙定性分为3大类:微孔(micropores)、中孔(mesopores)、大孔(macropores)。当孔隙中填充水时,由于水中的氢原子核在不同尺寸的孔隙中,受到的束缚强度不同。基于低场时域核磁共振技术原理,当氢原子在静磁场中,受静磁场作用,定向排列,形成宏观磁矩,被一特定交变磁场激发后,吸收能量,使宏观磁矩发生偏转(90°、180°等),当交变磁场撤除后,受静磁场作用,宏观此举恢复到初始状态,这一过程即共振。其中横向弛豫时间T2是描述氢原子核弛豫快慢的特征参数,其大小反应了氢原子核所处的环境,即束缚的越强烈,弛豫越快,T2越小。高精度核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质技术介绍水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于土壤水分物性研究(自由水和束缚术含量)。

(1) 为了解水稻土转变为设施蔬菜地后土壤水分的相态变化,该研究在田间土壤调查的基础上,结合低场核磁测氢 技术,评价了田间状态的水稻土和不同转化年限设施蔬菜地土壤水分的相态分布情况。结果表明:随着转化时间的延长, 耕层土壤大孔隙吸持的自由水比重下降,土壤小孔隙吸持的束缚水比重上升,犁底层土壤水分的相态分布却无明显变化, 土壤水分吸持性能在转化时间序列上呈现下降的趋势,但长期施用有机肥可以优化耕层质量,提升土壤大孔隙吸持自由水的能力,改善土壤水分供释性能;水稻土转化为设施蔬菜地土壤 2 a 后,出现新犁底层,使得原有的耕层土壤变薄,土 壤水分吸持性能下降。核磁共振作为一种新的技术手段,可以实现实时、快速、准确地检测土壤水分的相态变化,可为 设施农业的可持续管理提供新的技术支持。
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。水泥基材料的选择和设计对多孔介质的性能有重要影响。

水泥基材料仍然是世界上极重要的工程材料之一。尽管水泥基材料广阔应用到工程建设中已有很长 时间,然而鉴于测试手段的限制,人们对水泥的水化进程、水化过程中微观结构的形成及其与水泥基材料宏观性能间的关系等内容并不完全清楚。自核磁共振这一物理现象被发现以来,核磁共振测试技术已经广阔应用到生物制药、食品安全和材料表征等领域。 近年来,随着低场核磁共振技术的发展,其逐渐被应用到水泥基材料的研究中,它可以提供关于水泥基材料的孔隙率、 孔径分布和水化动力学等方面的信息,成为表征水泥基材料的一种重要手段。磁共振水泥基材料分析仪是用于测试水泥和混凝土样品的台式磁共振分析系统。高精度核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质技术介绍
核磁共振检测技术特点:测量目标原子核的独一性。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统应用领域
低场时域核磁共振技术用于水分在土壤中的运动机制研究: 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,其在吸水后,由于部分成分发生相态变化、各个成分之间的相互作用等,致使其水分先进入相对较大的孔隙,而进入微孔则是一个比较长的过程,这与具有稳定结构的多孔介质中水分的运动机制相反(典型多孔介质极先吸水的是微孔),这种现象可通过低场时域核磁共振技术持续检测土壤样品中的水分的弛豫时间明显的观察到。 从T2反演谱图上可以看出,随着时间的推移,大孔中的水(约1000ms)的含量逐渐减少(谱峰面积逐渐减小),小孔中的水(约2.5ms)逐渐增加(谱峰面积逐渐增大)。同时,随着时间的推移,所有谱峰的位置逐渐左移,这说明,水分与土壤中的部分成分发生作用,使土壤的孔径大小发生变化,重新分布。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析仪,能够精确、全力的采集土壤样品中所有孔径对应的弛豫时间信号,优化的软硬件配置,满足长时间在线测量要求,重复性好,为土壤中的水分运动机制研究提供一种精确、快速、方便的分析途径。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统应用领域