【土木专栏】基于NMR定量表征和分析水煤浆水分状态

试验选用煤粉作为原材料，经50、70、100、200、270目筛网筛分得到样品，然后经水洗筛分，烘干后得到颗粒粒径相对单一的A、B、C、D四种煤粉，各自的颗粒粒径分布见图1，颗粒粒径及不均匀系数见图2。

图1 煤粉颗粒粒径分布

图2 煤粉颗粒物理特性

试验采用苏州纽迈分析仪器有限公司生产的PQ001型核磁共振分析仪进行测试。仪器具体参数与CPMG试验参数设置可参考原文，在此不再赘述。

 PQ001型核磁共振分析仪

试验测试方法

不同浓度、不同粒径的水煤浆反演后的弛豫信号如下图3所示。

图3 水煤浆弛豫时间T2分布

从上图中更可以看出：

① 各样品的T2分布均包括三个弛豫峰，不同浓度水煤浆产生的弛豫信号存在明显差异，且随着浓度增加，最右侧峰逐渐变弱。

② 不同粒径的水煤浆，各峰加权平均T2值随浓度的增加而减小，整个T2谱存在左移的趋势。

图4 浆体中不同状态水分示意图

根据上节中不同状态T2图谱的峰面积占比，可以得到不同浓度和不同粒径条件下水煤浆中吸附水、间隙水和自由水占总水分含量的比例，进而将其各自对应的水含量定量化。

图5 浓度与不同状态水量的关系