Zastosowanie granicznych modeli przestrzeni porów do interpretacji danych porozymetrii rtęciowej

• Autorzy: Cieszko M. , Kempiński M.

Warianty tytułu

EN

Application of limit pore size distribution of porous materials from mercury intrusion curves

• Konferencja: Sesja Naukowa "Mechanika Stosowana"
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zaproponowano wykorzystanie kapilarnego i łańcuchowego modelu architektury porów do wyznaczania granicznych rozkładów wymiarów porów materiałów porowatych w oparciu o krzywe potencjału kapilarnego otrzymywane metodą wciskania rtęci. Określają one zakres występowania rozkładu wymiarów porów badanego materiału. Wykazano, że model kapilarny, standardowo wykorzystywany w porozymetrii rtęciowej, oraz model łańcuchowy są dwoma granicznymi przypadkami modelu sieciowego architektury porów dla danego rozkładu ich wymiarów. Analizę przeprowadzono w oparciu o wzory dla potencjału kapilarnego warstwy ośrodka o kapilarnej i łańcuchowej architekturze porów, dla dwustronnego wciskania rtęci.

EN

The distribution of pore diameters is the fundamental characteristics of microscopic pore space structure of porous materials. It enables one to determine basic macroscopic parameters of such materials (e.g. volume porosity, permeability or internal surface) that play important role in many physical and chemical processes appearing in permeable porous materials (e.q. filtration, transport of mass, momentum and energy, wave propagation or chemical reaction). The wide spread method of determination of pore diameters consists in the interpretation of capillary potential curves obtained from measurement of mercury intrusion into porous sample or from measurement of volume of wetting fluid (water or ethyl alcohol) removed from sample (e.g. by gas extrusion) at progressively increasing pressure. Such interpretation is based on the assumption that at increasing pressure the mercury is intrudes against the capillary forces in pores of decreasing diameter. It is equivalent to the assumption that the pore structure of real porous material can be modeled by a bundle of capillaries with random distribution of diameters. Similarly, the data obtained from fluid extrusion are interpreted. That simplified model, however, do not take into account the very common situations appearing in real porous material, where large pores are often joined with other pores by narrow necks. It unable the mercury to fulfill these large pores at pressure corresponding to their diameter. As a result the curves of pore diameter distribution determined in such way reduce the volume of large pores contained in measured material, enlarging the real volume of small pores. The purpose of this paper is to present the method of determination of limit pore size distribution in porous material based on interpretation experimental capillary potential curves obtained from the mercury intrusion measurement. It is shown that the capillary and chain models of pore architecture applied in the paper are the limit cases of the web model for a given pore size distribution and distributions obtained on the basis of these models determine the range of occurrence of pore size distributions if investigated material.

Słowa kluczowe

PL

porozymetria rtęciowa; rozkład wymiarów porów; potencjał kapilarny

EN

mercury porosimetry; pore size distribution; capillary potential

• Wydawca: Wydawnictwa Uczelniane Akademii Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Mechanika / Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy
• Rocznik: 2004
• Tom: Z. 54(243)
• Strony: 75--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz.

Twórcy

autor

Cieszko M.

• Instytut Mechaniki Środowiska i Informatyki Stosowanej Wydział Matematyki, Techniki i Nauk Przyrodniczych Akademia Bydgoska im. Kazimierza Wielkiego, ul. Chodkiewicza 30, 85-064 Bydgoszcz

autor

Kempiński M.

• Instytut Mechaniki Środowiska i Informatyki Stosowanej Wydział Matematyki, Techniki i Nauk Przyrodniczych Akademia Bydgoska im. Kazimierza Wielkiego, ul. Chodkiewicza 30, 85-064 Bydgoszcz

Bibliografia

• [1] Scheideger A.E., 1957. The physics of flow through porous media. Univ. Press Toronto.
• [2] Aksielrud G.A., Altszuler M.A., 1987. Ruch masy w ciałach porowatych. WNT Warszawa.
• [3] Leclaire P., Swift M.J., Horoshenkov V., 1998. Determining the specific area of porous accustic material from water extraction data. J. Appl. Phys.
• [4] Webb P.A., Orr C.: Analytical methods in fine particle technology. Micrometitics Instrument Corporation. Norcross, GA USA.
• [5] Czuzmadżew I.A., Markin W.S., Transewicz M.R., 1971. Makrokinetyka proce-sow w poristych sriedach. Nauka Moskwa.
• [6] Cieszko M., Kempiński M. Zastosowanie łańcuchowego modelu porów do opisu procesu wnikania cieczy w materiał porowaty (praca przygotowana do druku).
• [7] Gerstenkorn T., Śródka T., 1976. Kombinatoryka i rachunek prawdopodobień-stwa. PWN Warszawa.
• [8] Diamond S., 1971. A critical comparison of mercury intrusion porosimetry and capillary condensation pore size distribution of Portland cement pastes. Cem. Concr. Res. 11(5), 531-545.