Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fusion of differential analysis of volumetric strain method (dilatometric thermoporometry) and mercury intrusion porosimetry method for pore space characterization in carbonate rocks

Skowera Karol

Structure and Environment

|

2023

|

Vol. 15, no. 2

90--98

EN

Many characteristics of capillary-porous materials, including limestones and dolomites, depend on the structure of the pore space of a given material, so the article attempts to accurately determine the geometric characteristics of pores and their ability to transport water. Much information on the pore structure of carbonate rocks can be obtained from literature studies. There is a lack of information on the use of full hysteresis dilatometric thermoporometry methods for this purpose, as well as the fusion of differential analysis of volumetric strain (DAVS) results with mercury intrusion porosimetry (MIP) results. The subject of the research presented in this article is the analysis of pore structure in carbonate rocks using the method of differential analysis of volumetric strain and mercury intrusion porosimetry. Based on the measurements made, the pore size, pore volume, content of empty pores and pores containing water incapable of phase transformation were analyzed. The geometry of mesopores of rock samples examined by differential analysis of volumetric strain and mercury intrusion porosimetry was compared. A fusion of the distribution of mesopores from the DAVS study with a part of the distribution of meso- and macropores obtained by the MIP study was performer.

PL

Wiele cech materiałów kapilarno-porowatych, w tym wapieni i dolomitów, zależy od struktury przestrzeni porowej danego materiału, dlatego w artykule podjęto próbę dokładnego określenia cech geometrycznych porów i ich zdolności do transportu wody. Wiele informacji na temat struktury porów skał węglanowych można uzyskać ze studiów literaturowych. Brakuje informacji na temat wykorzystania w tym celu metod termoporometrii dylatometrycznej z pełną histerezą, a także połączenia wyników różnicowej analizy odkształceń (DAVS) z wynikami porozymetrii rtęciowej (MIP). Przedmiotem badań przedstawionych w niniejszym artykule jest analiza struktury porów w skałach węglanowych z wykorzystaniem metody różnicowej analizy odkształceń i porozymetrii rtęciowej. Na podstawie przeprowadzonych pomiarów przeanalizowano wielkość porów, objętość porów, zawartość porów pustych oraz porów zawierających wodę niezdolną do przemiany fazowej. Porównano geometrię mezoporów próbek skalnych badanych metodą różnicowej analizy odkształceń i porozymetrii rtęciowej. Wykonano fuzję rozkładu mezoporów z badania DAVS z częścią rozkładu mezo- i makroporów uzyskanych w badaniu MIP.

2

Study on the effect of coal microscopic pore structure to its spontaneous combustion tendency

Dong Xianwei, Li Gaojing, Dong Xuanmeng, Wang Fusheng

Journal of Sustainable Mining

|

2022

|

Vol. 21, iss. 2

120--127

EN

Coal is a porous medium. Due to the large number of pores in coal and the pore size on its surface, usually ranging from millimeter to nanometer, it is difficult to measure and analyze the microscopic pore structure of coal. In order to investigate the effect of the microscopic pore structure of coal on its spontaneous combustion tendency, coal samples from different coal mines of the Kailuan Group were selected as the research objects, and the data of the microscopic pore distribution of three different coal samples were measured by using mercury injection apparatus. The regression analysis of microscopic pore data of coal samples obtained in the mercury injection experiment shows that the correlation coefficients of the regression curves are all greater than 0.94 and the fitting degree is good, indicating that there is a good correlation between the pressure, mercury intake and pore size of the coal samples, indicating that the fractal dimension of pore distribution is very effective. The fractal dimension is generally between 2 and 3, indicating that the microscopic pores of coal samples have good fractal characteristics and meet the fractal theory to describe the distribution characteristics of microscopic pores in porous media. Through the simulation system of natural combustion of coal, the simulation experiment of temperature rise oxidation of different coal samples (gas coal, fat coal, and coke coal) was carried out, and the curve of the concentration of gas products CO and CO2 in the process of temperature rise and oxidation of coal samples was drawn in the experiment. The experimental results show the relationship between the distribution structure of coal pores and its spontaneous combustion tendency, and the coal with a good distribution dimension has a stronger combustion tendency.

3

Ocena parametrów przestrzeni porowej łupków menilitowych z odsłonięcia w Birczy

Dudek Lidia, Ziemianin Konrad

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 10

633--640

PL

Celem pracy było scharakteryzowanie przestrzeni porowej łupków menilitowych występujących w odsłonięciach powierzchniowych z rejonu Birczy w jednostce skolskiej. Wszystkie próbki zostały pobrane z całego profilu stratygraficznego w jednym odsłonięciu w Birczy o długości 1 m. Struktura porowa próbek łupków wygrzanych w 105°C była mierzona metodą porozymetrii rtęciowej (ang. mercury injection capillary pressure, MICP) w temperaturze otoczenia oraz metodą adsorpcji azotu w temperaturze wrzenia ciekłego azotu. Ze względu na deformację przestrzeni porowej pod wpływem wysokich ciśnień roboczych rtęci, z krokami ciśnienia od 0 do 4136,84 bara, mikropory i mezopory można błędnie interpretować. Jako metodę uzupełniającą zastosowano więc pomiar adsorpcji azotu w celu prawidłowego obliczenia całkowitej połączonej objętości porowej. Na wykresach dV/dD (pochodnych objętości względem średnicy) połączono wyniki z obu technik pomiarowych, uzyskując pełniejszy obraz rozkładu objętości porów. W pracy przedstawiono możliwość dokładniejszego obliczenia objętości porów na podstawie nowego podejścia do analizy wykresów pochodnych. Obie metody zapewniają również kompleksową ocenę parametrów struktury porów, w tym powierzchni właściwej (ang. specific surface area, SSA), objętości mikroi mezoporów oraz rozszerzonego zakresu rozkładu wielkości porów (ang. pore size distribution, PSD). Porównując wyniki metody adsorpcyjnej z użyciem azotu z wynikami porozymetrii rtęciowej, należy pamiętać o różnicach w zakresach obu technik badawczych oraz o tym, że azot i rtęć rejestrują struktury porowe w znacząco odmienny sposób. Zatłaczanie rtęci do struktury porowej jest regulowane przez przewężenia porów, podczas gdy zjawisko adsorpcji jest kontrolowane przez powierzchnię porów. Zastosowanie porozymetrii rtęciowej i adsorpcji azotu do łupków menilitowych pokazuje, jak użycie tych dwóch metod może wpłynąć na uzyskanie wzajemnie uzupełniających się informacji, które weryfikują obliczenia objętości porowej głównej skały macierzystej dla karpackich rop naftowych.

EN

The aim of this paper is to characterize pore space of superficial Menilite Shales from Bircza area within the Skole Unit. All specimens were sampled from single outcrop in Bircza at the distance of 1 m in the whole stratigraphic profile. Pore structure of shale samples preheated at temperature of 105°C was measured by both mercury injection capillary pressure (MICP) at ambient temperature and nitrogen adsorption at liquid nitrogen boiling point. Considering deformation of pore space under high mercury working pressures with pressure steps from 0 to 4136.84 bar, misinterpretation of micropores and mesopores is possible. Therefore, the nitrogen adsorption was used as a supplementary method in order to properly compute the total pore volume. In the dV/dD graphs (diameter derivative of a volume) the results from both measuring techniques were combined, thus obtaining more complete picture of pore volume distribution. The paper presents potential for more precise pore volume computation based on the analyses of their derivative graphs. Both methods provide also complex assessment of pore structure parameters, including specific surface area (SSA), volumes of micro- and mesopores and the extended range of pore size distribution (PSD). When comparing the results of the nitrogen adsorption method with those of the mercury injection method, it is necessary to keep in mind that there are different operating ranges of both methods as the nitrogen and mercury report the pore structures in a very different ways. Forced penetration of mercury into the pore structure is controlled by pore bottlenecks, while the process of adsorption is controlled by the pore surface area. The application of both mercury injection and nitrogen adsorption for Menilite Shales shows how the use of these two methods can provide complementary information that verifies pore volume calculations of the Carpathian petroleum main source rock.

4

Zmiana porowatości sorbentu wapniowego podczas jednoczesnej kalcynacji i siarczanowania w procesie oksyspalania

Wichliński Michał, Włodarczyk Renata

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 4

560--563

PL

Zbadano zachowanie się sorbentu wapiennego o rozdrobnieniu 90-400 μm podczas jednoczesnego procesu kalcynacji i siarczanowania (JKS). Doświadczenia prowadzono w zakresie temperatury oksyspalania (850-1000°C) przy stałej zawartości SO₂ (3000 ppm) i zmiennym stosunku obj. CO₂/O₂ (20/80, 50/50, 70/30). Stosując technikę porozymetrii rtęciowej, określono zmiany struktury sorbentu. Wyznaczono również współczynnik reaktywności oraz sorpcji bezwzględnej siarki badanego materiału.

EN

Ca sorbents with a grain size 90-400 μm were placed in combustion furnace and heated at 850-1000°C in CO₂ and O₂-contg. atm. in amts. of 20/80, 50/50 and 70/30 by vol. resp. and 3000 ppm of SO2. The degree of calcination and sulfation of the sorbents during the process was detd. The indices of reactivity and absolute sorption were calcd. The sorbent porosity was detd. by using a Hg porosimeter. Open, intra and intergranular porosity and mean diam. of sorbent particle were evaluated. The effective simultaneous calcination and sulfation were closely related to changes in porosity of sorbent. The optimum temp. for the capture of S O₂ was 900-950°C in the presence of flue gas contg. 70% C O₂ and 30% O₂.

5

Nowa metoda interpretacji przestrzeni porowej na podstawie łączenia badań porozymetrii rtęciowej i adsorpcji azotu na przykładzie wybranych łupków menilitowych

Dudek Lidia

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 5

291--298

PL

W artykule przedstawiono nowe podejście do interpretacji charakterystyki przestrzeni porowej, polegające na połączeniu pochodnych różnic objętości porowych – wyników porozymetrii rtęciowej i adsorpcji azotu na wspólnej skali, bez stosowania jakichkolwiek sztucznych przesunięć danych. To nowe podejście zastosowano wykorzystując wyniki pomiarów próbek łupków menilitowych pobranych z powierzchni terenu. Jest ono oparte na przyjętym założeniu, że w zakresie dowolnie wybranych średnic porowych istniejąca objętość porowa jest niezależna od użytego typu cieczy niezwilżającej (rtęć, ciekły azot, ciekły argon itp.). Jakiekolwiek różnice pomiarowe wynikające z tych dwóch pomiarów są konsekwencją mechanicznego pękania ścianek porów pod wpływem wysokich ciśnień rtęci lub też ich odkształceń elastycznych i\lub plastycznych oraz innych interakcji pomiędzy materiałem ścianek porów a zastosowaną cieczą niezwilżającą. Znaczące populacje porów w łupkach są zbyt małe, aby mierzyć je tylko za pomocą MICP (ang. Mercury Injection Capillary Pressure), co wyjaśniałoby niedoszacowanie całkowitej połączonej objętości porowej. Dlatego też do jej określenia zastosowano uzupełniającą metodę adsorpcji azotu. Struktura porowa próbek łupków menilitowych wygrzanych w 105°C była mierzona metodą porozymetrii rtęciowej w temperaturze otoczenia oraz metodą adsorpcji azotu w temperaturze wrzenia ciekłego azotu −195,8°C. Rozkłady pochodnych objętości względem średnicy porów otrzymanych z tych dwóch uzupełniających się metod zostały przedstawione w postaci wykresów zależności dV/dD. Na podstawie badań porozymetrycznych i piknometrii helowej obliczono porowatość całkowitą i otwartą, co pozwoliło na scharakteryzowanie własności filtracyjnych próbek skał. Na podstawie badań adsorpcyjnych obliczono powierzchnię właściwą BET, rozkład wielkości porów i zajmowaną przez nie objętość.

EN

In this paper, a new approach has been shown for the interpretation of the pore space characteristics, consisting in combining pore space volumetric fractional derivatives of mercury intrusion and nitrogen adsorption on the same scale without using any artificial data transformation. This new approach was shown using obtained results of measurements of surface Menilite Shales. It is based on the assumption that for any selected pore diameters, the existing pore space volume is independent of the applied non-wetting liquid agent (mercury, liquid nitrogen, liquid argon etc.). Any recorded differences of these two methods are due to cracking of pore walls under high mercury pressure or their elastic and/or plastic deformations and other interactions between pore building material and the non-wetting liquid used. Significant populations of pores in shales are too small to be measured using only MICP (Mercury Injection Capillary Pressure), which would explain the underestimation of the total porous space. Therefore, for its proper estimation, the complementary method of nitrogen adsorption has been used. The porous structure of Menilite Shale samples preheated at 105°C was measured using the mercury intrusion method MICP at ambient temperature and using nitrogen adsorption at its boiling point temperature of −195.8°C. Volumetric fractional derivatives of pore diameters obtained by these 2 different complementary methods were shown in the form of graphs dV/dD. Based on the porosimetric and helium pycnometric tests both bulk and open porosity was calculated, which allowed to characterise the filtration properties of rock samples. Based on the adsorption testing, the specific surface BET was calculated, as well as the pore size distribution and its total porous volume.

6

Cement paste microporosity analysis: a comparison of different experimental techniques

Bednarska Dalia, Koniorczyk Marcin

Technical Transactions

|

2019

|

Vol. 116, iss. 9

71--80

EN

Microstructure defines almost all material physical properties of a substance. Thus, its proper identification is essential for the assessment of material durability. Porous materials constitute the vast majority of those applied in civil engineering. The most important parameters describing a porous structure are the specific surface area, the shape and volume of pores and the pore size distribution. There are several methods which provide such results; however, each of them has some drawbacks. The main purpose of this paper is to compare results obtained by means of various methods commonly applied to the investigation of microstructure. These methods are mercury intrusion porosimetry (MIP), low temperature sorption of nitrogen and thermoporometry (TPM). The experimental research is conducted on aluminium oxide, which is characterised by unimodal pore size distribution and hardened cement paste prepared using portland cement (CEM I 42.5R with water-cement ratio equal to 0.5. The results obtained by the above-mentioned methods are thoroughly described and compared in this paper. Each of the presented approaches has some limitations; therefore, in order to receive a reliable description of porous microstructure, one has to apply at least two different experimental methods.

PL

Wśród materiałów budowlanych przeważającą większość stanowią materiały porowate. Dokładna znajomość mikrostruktury jest kluczowa w ocenie ich wytrzymałości i trwałości. Istnieje wiele metod eksperymentalnych służących do analizy struktur porowatych. W niniejszym opracowaniu porównane zostały następujące techniki: porozymetria rtęciowa (MIP), niskotemperaturowa adsorpcja azotu oraz termoporometria (TPM). Badaniom eksperymentalnym poddano dwa materiały. Pierwszy z nich, tlenek glinu, jest materiałem referencyjnym o unimodalnym rozkładzie porów. Zgodnie z deklaracją producenta dominująca średnica porów wynosi 7.3 nm. Drugim zastosowanym materiałem jest zaczyn cementowy przygotowany na bazie cementu portlandzkiego CEM I 42,5R. Stwardniały zaczyn charakteryzuje się skomplikowanym rozkładem porów. Opisane techniki analizy mikrostruktury są komplementarne. Aby uzyskać wiarygodny opis struktury wewnętrznej materiałów o skomplikowanym rozkładzie porów należy zastosować co najmniej dwie metody badawcze.

7

Współczesne metody badania materiałów budowlanych pochodzących z zabytkowych obiektów murowanych

Stryszewska Teresa, Kańka Stanisław

Materiały Budowlane

|

2019

|

nr 3

39--41

PL

W artykule przedstawiono przykłady zaawansowanych badań mineralnych materiałów budowlanych pobranych z murowanych obiektów zabytkowych o wartości historycznej. W celu identyfikacji materiałów, ich składu fazowego oraz określenia specyficznych właściwości, w tym stopnia skażenia solami, wykonano badania petrograficzne, obserwacje w mikroskopie skaningowym wraz z analizą dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego pierwiastków, a także określono strukturę porowatości. Badania umożliwiające ocenę materiału na podstawie bardzo małych próbek mają ogromne znaczenie w przypadku obiektów zabytkowych, w tym o charakterze martyrologicznym, gdyż obowiązuje wówczas wiele ograniczeń wynikających z konieczności zachowania substancji oryginalnej i zminimalizowania ingerencji związanej z pobieraniem próbek.

EN

The paper present examples of advanced studies of mineral building materials collected from facilities located within the area of the former Auschwitz-Birkenau camp. These facilities are characterised by great historical value. In order to identify the materials and their phase composition, and to determine their specific properties, including the extent of salt contamination, petrographic examinations were performed as well as SEM observations along with an energy dispersive X ray analysis and porosity structure. It has been stressed in the paper that testing methods that enable evaluation of the material based on very small samples is of great importance in the aspect of heritage facilities including those associated with suffering where many restrictions are applicable due to the requirement that the original substance should be retained and the interference in connection with the sampling should be minimised.

8

Pory butelkowe – charakterystyka, sposoby wyznaczania na przykładzie zaprawy cementowo-wapiennej

Wójcik R., Tunkiewicz M.

Materiały Budowlane

|

2017

|

nr 10

57--59

PL

Głównym czynnikiem odpowiedzialnym za transport wody w fazie ciekłej i gazowej jest istniejąca w materiałach sieć wzajemnie powiązanych kapilar i pustek nazywana objętością aktywną porów lub porowatością aktywną. W materiałach tylko pory otwarte biorą udział w skrośnym przepływie wilgoci. Do tej grupy są zaliczane pustki o kształcie zbliżonym do cylindrów i kul, ale również takie, w których występują przewężenia kształtem zbliżone do butelki (ink-bottle pores). Zmiana średnicy kanałów zaburza swobodny przepływ zarówno wody, jak i pary wodnej. Do badania struktury materiałów jest stosowana analiza porozymetryczna MIP. Może być ona jednak obarczona błędami i dlatego w celu eliminacji nieścisłości pomiarowych wykonano wielkokrotną analizę porozymetryczną (Multicycle Mercury Intrusion Porosimetry MMIP) wyprawy tynkarskiej. Analiza wyników po badaniu MMIP umożliwiła oznaczenie zawartości objętościowej porów butelkowych wyjaśniających przyczynę zjawiska histerezy zachodzącego podczas badania.

EN

The main factor responsible for the transport of water in the liquid and gaseous phase is the network of conected capillaries and voids in the material called the active volume of the pores or active porosity. In the material only open pores take part in the flow of moisture. For such a group of pores, in addition to the classic void of cylindrical or spherical structure, these are the ones where there are constrictions and the shape is similar to the bottle (ink-bottle pores). Undoubtedly, such geometry disrupts the free flow of heat and mass. Mercury porosimetry – MIP, which may, however be misleading, is used to study materials structure. In order to limit measurement inaccuracies concerning mortar, Multicycle Mercury Intrusion Porosimetry MMIP was performed. Multicycle porosimetry tests (MMIP) were performed to determine the volume content of ink-bottle pores what explain the cause of the hysteresis occurring during the research.

9

Ocena skuteczności kremów tiksotropowych stosowanych do odtwarzania strukturalnych blokad przeciwwilgociowych

Wójcik R., Panuś A.

Materiały Budowlane

|

2017

|

nr 3

6--8

PL

W artykule przedstawiono wyniki najnowszych badań dotyczących efektywności stosowania kremów tiksotropowych do odtwarzania blokad przeciwwilgociowych w murach ceglanych o zróżnicowanym poziomie zawartości wilgoci. Na podstawie wyników uzyskanych w warunkach laboratoryjnych, a także w obiektach historycznych ustalono uwarunkowania dotyczące szczelności i trwałości zabezpieczeń przeciwwilgociowych z zastosowaniem preparatów zawierających silany oraz siloksany. Do badań wykorzystano zaawansowane technologicznie urządzenia umożliwiające pomiar wpływu procesów starzeniowych na kąt zwilżania zaimpregnowanej struktury, a także ocenę wpływu impregnatu na zmianę porowatości muru.

EN

The article presents the results of recent research on the effectiveness of the use of thixotropic creams, to restoredamp proof course in brick walls with different levels of moisture content. Based on the results obtained in the laboratory, and also on the basis of historical objects, there have been determined conditions within the fieldofdamp proof stability of protectionthat used preparations containing silane and siloxane. The research were conducted on high-tech equipment enabling assessment of the impact of aging processes on the contact angle of impregnated structure as well as assessing the impact of the impregnation on the porosity of masonry structure.

10

Particle size characterisation of SCMs by mercury intrusion porosimetry

Klemm A. J., Wiggins D. E.

Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce

|

2017

|

T. 9, nr 1

5--12

EN

Mercury intrusion porosimetry (MIP) is widely used for the microstructural characterisation of porous solids. Comparatively few studies have employed the technique to characterise the size of particles within powdered samples. The present study uses the MIP technique to characterise the particle sizes of contemporary supplementary cementitious materials (SCMs), and in particular uses the technique to present particle size distributions, rather than a single mean size. Representivity of the technique for known limitations of non-spherical and porous particles are checked using the Scanning Electron Microscope. The findings indicate that the MIP affords a good approximation of particle sizes, including distributions, of spherical and non-spherical particles. The technique was also found to provide reasonable accuracy for estimating the particle sizes of highly porous particles, where distinction between inter-particle and intra-particle porosity was made.

11

Przestrzeń porowa piaskowców karbońskich z profilu odwiertu Paproć-29 w świetle badań porozymetrii rtęciowej

Pstrucha A., Pstrucha E.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2016

|

R. 19, Nr 1 (213)

9-16

PL

Celem artykułu była charakterystyka petrofizyczna piaskowców poziomu karbonu w profilu odwiertu Paproć-29, zlokalizowanego w północnej części monokliny przedsudeckiej. Pomiary porozymetrii rtęciowej zostały przeprowadzone na 12 próbkach materiału rdzeniowego w celu oszacowania podstawowych parametrów petrofizycznych, obejmujących porowatość efektywną i dynamiczną dla gazu i ropy, gęstość szkieletową i objętościową, a także szeroko pojętą geometrię przestrzeni porowej. Otrzymane wyniki pozwoliły zaklasyfikować piaskowce karbońskie do skał o bardzo niskiej pojemności zbiornikowej oraz przypisać im porowy typ przestrzeni zbiornikowej. Ponadto wskazano interwał głębokościowy skał o relatywnie dobrych właściwościach petrofizycznych w kontekście występowania złóż gazu zamkniętego (tight gas).

EN

The purpose of the study is to determine the petrophysical characteristic of the Carboniferous sandstones in the Paproć-29 borehole section, located in the northern part of the Fore-Sudetic Monocline. Mercury Injection Capillary Pressure (MICP) measurements were conducted on 12 core samples in order to assess basic petrophysical parameters, including effective and dynamic porosities for oil and gas, bulk and skeletal densities and broadly comprehended pore space geometry. The data obtained from method used in this study have allowed to classify sandstones as poor hydrocarbon reservoir capacity rocks and define their pore space character as pore-fracture type. In addition, the rock interval of relatively good petrophysical properties in the context of the presence of tight gas deposits was indicated.

12

Wpływ dodatku metakaolinitu na wybrane właściwości kompozytów cementowych

Małaszkiewicz D., Świderski M.

Materiały Budowlane

|

2016

|

nr 10

25--27

PL

W ostatnich latach odnotowuje się coraz większe zainteresowanie wykorzystaniem kalcynowanej gliny w postaci metakaolinitu (ang. metakaolin) jako pucolanowego dodatku do zapraw i betonów, który pozwala na poprawę parametrów mechanicznych i trwałości kompozytów cementowych. W artykule przedstawiono wyniki badań zaczynów i zapraw, w których cement częściowo zastępowano metakaolinitem. We wszystkich badanych kompozytach zastosowano stały współczynnik w/s = 0,4. Do oceny struktury porowatości zaczynów wykorzystano porozymetrię rtęciową.

EN

The utilization of calcined clay in the form of metakaolin, as a pozzolanic addition for mortars and concretes has received considerable attention in recent years. It enhances mechanical performance and exhibits considerable improvement of durability properties. This paper presents the experimental results of properties of cement pastes and mortars. Cement was partially replaced by metakaolin. The constant water: binder ratio w/b = 0.4 was applied in all tested compositions. Mercury intrusion porosimetry was used for evaluation of paste microstructure.

13

Kruszywo jako czynnik kształtujący parametry cieplne betonów o niemodyfikowanej matrycy cementowej

Garbalińska H., Strzałkowski J.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 3

95--104

PL

W niniejszej pracy poddano analizie wpływ użytego kruszywa na właściwości termiczne kompozytów betonowych o niemodyfikowanej matrycy cementowej. Przetestowano trzy rodzaje kruszyw: kruszywo kamienne o dużej szczelności oraz dwa kruszywa lekkie: keramzytowe oraz popiołoporytowe. Przeprowadzono rtęciowe badania porozymetryczne samych kruszyw, jak również betonów na ich bazie. Wykonane mieszanki betonowe charakteryzowały się niemodyfikowaną matrycą cementową, dzięki czemu możliwe było porównanie zróżnicowanych właściwości betonów wynikających z wariantowo dobranego kruszywa gruboziarnistego. W pracy przygotowano dwa rodzaje próbek: płytkowe do badań cieplnych oraz sześcienne potrzebne do przeprowadzenia testów wytrzymałości betonu na ściskanie. Próbki przez pierwsze 28 dni przechowywano w komorze klimatycznej w wysokiej wilgotności, następnie próbki umieszczono w powietrzno-suchych warunkach laboratoryjnych. Parametry termiczne betonów testowano przez pierwszy rok dojrzewania w zadanych przedziałach czasu. Podobnie wykonywano badania wytrzymałości na ściskanie po 7, 14, 28 dniach oraz po 3, 6 i 12 miesiącach dojrzewania betonu. W publikacji wykazano wyraźną korelację między porowatością kruszywa a przewodnością cieplną i ciepłem właściwym betonów. Struktura kruszywa miała również niebagatelny wpływ na tempo wysychania betonów. Przedstawiono także zależność między porowatością kruszyw a wytrzymałością betonu na ściskanie. W pracy pokazano także zdjęcia SEM przekrojów przez badane betony.

EN

The paper presents the impact of aggregate on the thermal properties of concrete composites with non-modified cement matrix. Three types of aggregates were tested: normal aggregate of high tightness and two lightweight aggregates: leca and lytag. Mercury porosimetry tests were conducted on aggregates, as well as on the concretes made on their basis. Concrete mixes were characterized by an unmodified cement matrix which enabled to compare the diverse properties of concretes made with different aggregates. Two types of samples were prepared in this study: plates samples for the thermal tests and cubic samples necessary for the examination of the compressive strength. The samples were kept in climate chamber for the first 28 days in high humidity atmosphere, subsequently were put in laboratory air-dry conditions. Thermal parameters of the concretes were tested during the first year of curing at specified time intervals. Likewise compressive strength tests were conducted after 7, 14, 28 days and 3, 6 and 12 months of concrete curing. In the manuscript a high correlation was observed between the porosity of aggregates and the thermal conductivity and specific heat. The structure of the aggregate had a considerable impact on the pace of concretes drying. The association between the porosity and compressive strength was also presented. The paper also shows the SEM images of the cross-sections of the tested concretes.

14

Analiza zmian mikrostruktury zapraw w murach z cegły klinkierowej po długotrwałej ekspozycji na polskie warunki klimatyczne

Wesołowska M., Kaczmarek A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 1/I

69--76

PL

Mury licowe podlegają ciągłym wpływom czynników pochodzących z otaczającego środowiska. Oddziaływania te przyczyniają się do destrukcji materiału, obniżając ich trwałość użytkową. Zaprawy należą do grupy materiałów aktywnych chemicznie, podlegającym korozji zewnętrznej i wewnętrznej. Do korozji zewnętrznej zalicza się wszystkie te przypadki, w których zaprawa narażona jest na niekorzystne czynniki zewnętrzne (gazowy CO2, kwaśne deszcze, zmienne temperatury przekraczające często punkt 0̊C, roztwory rozpuszczalnych soli mineralnych pochodzących z otaczających elementów). Przyczyną korozji wewnętrznej są same składniki zapraw. Wymienione czynniki istotnie wpływają na zmiany mikrostruktury zapraw. Proces ten jest rozłożony w czasie. Analizę przeprowadzono na stanowisku poligonowym zlokalizowanym na terenie Uniwersytetu Technologiczno – Przyrodniczego w Bydgoszczy. Do analizy wytypowano 3 mury licowe na różnych zaprawach. W kolejnych latach funkcjonowania murów obserwowano pojawianie się wykwitów o różnym zakresie i nasileniu. Zebrane informacje pozwoliły na ustalenie obszaru o najwyższej intensywności wykwitów. Po dziesięciu latach, dla każdego muru, z wytypowanego miejsca pobrano próbki zapraw, dla których zbadano mikrostrukturę metodą porozymetrii rtęciowej. Uzyskane wyniki posłużyły do oceny zmian udziału mezo- i makro-porów w badanych zaprawach powstałych w wyniku oddziaływania środowiska zewnętrznego.

EN

Facial walls are exposed to continuous influence of surrounding environment. This influence contributes to structure destruction, lower its durability. Mortars belong to a group of chemically active materials, undergoing both internal and external corrosion. External corrosion includes all cases where mortar is threatened with undesirable external factors (CO2 gas, acid rain, changing temperatures often below freezing point of water, mineral salt solutions coming from surrounding elements). The internal corrosion originates from mortar compound themselves. The above mentioned factors essentially influence mortar microstructure changes. This process is distributed in time. The researches were led on the field test area localized at the University of Science and Technology in Bydgoszcz. Three facial walls were analyzed with different mortars. During the subsequent years of wall existence efflorescences were noticed appearing in different range and intensity. The data collected let us define the area of the most intensive efflorescence. After ten years, for each wall from a preselected place, mortar samples were taken which microstructure was examined with Mercury Intrusion Porosimetry (MIP) method. Such obtained results were used to evaluate changes in meso- and macropore distribution resulted from external environment influence.

15

Metoda badania porowatości powłok polimerowych

Kotnarowska D.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 6

943--948

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań oddziaływania wodnego 20% roztworu chlorku sodu na rozwój porów w strukturze powłok epoksydowych. Do badań zastosowano metodę porozymetrii rtęciowej. Zawartość, jak i rozmiary porów w materiale powłok, ulegały zmianie w zależności od okresu ich starzenia, którego maksymalna długość wynosiła 1380 godzin. W początkowym etapie starzenia (t ≤ 360 h) obserwowano zwiększanie średnicy porów, a także zmniejszanie ich skumulowanej objętości oraz całkowitej powierzchni właściwej porów, co można wytłumaczyć zamykaniem nano- i mikroporów. Proces zamykania tych porów zachodzi prawdopodobnie w efekcie oddziaływania narastających w materiale powłoki naprężeń starzeniowych. W dalszym okresie starzenia powłok (t › 360 h) rosła w nich liczba nano- i mikroporów, o czym świadczyła (stwierdzona w badaniach porozymetrycznych) zmniejszająca się średnia średnica porów, przy zauważalnym wzroście zarówno skumulowanej objętości porów, jak również całkowitej powierzchni właściwej porów. Spowodowane to było zmianami starzeniowymi (zachodzącymi pod wpływem destrukcyjnego oddziaływana wodnego 20% roztworu chlorku sodu) w strukturze chemicznej powłok (takimi jak: pękanie wiązań chemicznych, utlenianie), przyczyniającymi się do pogorszenia ich własności mechanicznych (wytrzymałości na rozciąganie i ściskanie, twardości). Pogarszanie się własności mechanicznych wpłynęło na zwiększanie podatności powłok na intensywny rozwój w nich nowych (wspomnianych powyżej) nano- i mikroporów, jak również wzrost rozmiarów porów istniejących. Na przykład, po starzeniu powłok epoksydowych w ciągu 1380 godzin objętość porów wzrosła dwukrotnie, zaś ich powierzchnia właściwa trzykrotnie. Ponadto, w wyniku przeprowadzonych badań udowodniono, że system porów w badanych powłokach epoksydowych ma charakter fraktalny dla dwóch obszarów średnic porów. Pierwszy obszar występuje w przypadku porów o średnicy d >10 μm, zaś drugi dotyczy porów o średnicy 0,025 μm ‹ d ‹ 10 μm.

EN

The paper presents investigations results of aqueous 20% solution of natrium chloride influence on pores development in epoxy coatings structure. Investigations were carried out using mercury porosimetry method. The sizes of pores and their content in coating material underwent changes depending on the ageing period which maximum duration was 1380 hours. In initial stage of ageing (t ≤ 360 h) pores diameter increase was observed as well as decrease of their cumulative volume and specific total surface which can be explained by the fact of nano- and micropores closing. The process of pores closing undergo probably as an effect of increasing ageing stresses action in coating material. In subsequent period of coatings ageing (t › 360 h) the quantity of nano- and micropores increased which evidence was mean diameter of pores decrease (revealed by porosimetry) accompanied by noticeable increase of cumulative pores volume as well as total pores surface. It was caused by ageing changes (occurring under the destructive action of aqueous 20% solution of natrium chloride) in coating chemical structure (like breaking of chemical bonds, oxidation) contributing to their mechanical properties deterioration (tensile and compressive strength, hardness). Deterioration of mechanical properties caused increase of coatings susceptibility to intensive development in their volume of new (above mentioned) nano- and micropores as well as increase of existing pores dimensions. For example, after epoxy coatings ageing for 1380 hours the pores volume increased two times whereas the specific surface of pores increased three times. Moreover, as a result of carried out investigations it was proved that pore system in examined coatings has fractal mode in two areas of pores diameters. First area occurs in the case of pores of diameter d >10 μm whereas the second pertains to the pores of diameter 0,025 μm ‹ d ‹ 10 μm.

16

Zastosowanie porozymetrii rtęciowej do oceny wpływu wstrząsów cieplnych na zmiany teksturalne i rozkład wielkości porów w magnezjowo-chromowych tworzywach ogniotrwałych

Śliwa A.

Szkło i Ceramika

|

2015

|

R. 66, nr 5

11--16

PL

Metoda porozymetrii rtęciowej jest jedną z podstawowych technik pomiarowych dla przemysłu katalizatorów, węgli aktywnych i wielu innych. Istnieją również szerokie możliwości wykorzystania porozymetrii rtęciowej w obszarze badawczym związanym z projektowaniem, wytwarzaniem oraz wykorzystywaniem ceramiki, w szczególności ogniotrwałej. Celem artykułu jest przedstawienie jednego z możliwych przykładów rozwiązywania problemów badawczych związanych z określeniem zmian teksturalnych w materiałach magnezjowo-chromitowych, które poddano oddziaływaniu wstrząsów cieplnych. Przeprowadzono analizy rozkładu wielkości porów sześciu materiałów magnezjowo-chromitowych charakteryzujących się zróżnicowaną odpornością na wstrząsy cieplne. Badania zrealizowano na pojedynczych próbkach poddanych oddziaływaniu pięciu i dziesięciu powietrznych wstrząsów cieplnych, a ich wyniki porównywano do wartości uzyskanych dla próbek wyjściowych. We wszystkich badanych próbkach stwierdzono, że wzrosła wartość mediany średnicy próbek poddanych oddziaływaniu wstrząsów cieplnych. Jednocześnie zauważono, że wystąpiły zmiany w rozkładzie wielkości porów, które można powiązać z odpornością materiałów na wstrząsy cieplne. W przypadku materiałów wykazujących podwyższoną odporność na wstrząsy cieplne stwierdzono zwiększenie ilości porów o rozmiarach 10-30 μm, podczas gdy w materiałach o niższej odporności na wstrząsy cieplne zwiększenie udziału porów dotyczyło porów o rozmiarach 30-90 μm. Z punktu widzenia przytoczonego przykładu, badania porozymetryczne należy uznać za niezwykle użyteczne do rozwiązywania problemów związanych z oddziaływaniem czynników niszczących oddziałujących na ceramikę ogniotrwałą.

EN

The mercury porosimetry method is one of basic measuring techniques for the industry of catalysts, ceramics, active carbons and many others. There is also a wide range of possibilities of using mercury porosimetry in the research field related to refractory ceramics design, production and application. The aim of the article is to present one of possible examples of solving research problems related to the determination of textural changes in magnesia-chrome materials subjected to thermal shocks. Analyses of the pore size distribution of 6 magnesia-chrome materials characterised by different shock resistance were performed. The investigations were conducted on single samples subjected to 5 and 10 air thermal shocks and their results were compared to the values obtained for the original samples. It was found that in all the examined samples the median diameter of samples subjected to thermal shocks increased. At the same time changes in the pore size distribution were observed, which can be related to the materials’ resistance to thermal shocks. In the case of materials characterized by enhanced thermal shock resistance the number of 10-30 μm pores was increased, whereas in materials characterized by lower thermal shock resistance the increased number of pores was noted for the pore size of 30-90 μm. From the point of view of the quoted example, porosimetric tests should be considered very useful in the solving of research problems related to the effect of destructive factors on refractory ceramics.

17

Metody wyznaczania ciśnienia przebicia w skałach słabo przepuszczalnych

Majkrzak M.

Nafta-Gaz

|

2015

|

R. 71, nr 8

549--555

PL

W artykule przedstawiono dwie metody umożliwiające określenie wartości ciśnienia przebicia (threshold pressure) dla skał charakteryzujących się możliwie niskimi wartościami parametrów petrofizycznych. Wykonano pomiar wskazanego ciśnienia metodą zatłaczania ciągłego i metodą porozymetrii rtęciowej, a otrzymane wyniki porównano ze sobą. Na podstawie przeprowadzonych badań podjęto próbę wskazania optymalnej metody pomiarowej oraz wpływu petrofizycznych własności ośrodka porowatego na wynik końcowy.

EN

The paper presents two methods for determining the value of threshold pressure for rocks with the lowest possible petrophysical properties. Threshold pressure measurements were carried out for mercury porosimetry and continuous injection approach, and the results were compared. Based on the outcomes, an attempt was made to indicate optimal measurement approach and impact petrophysical properties for the final results.

18

Wpływ struktury na parametry wilgotnościowe wybranych zapraw budowlanych

Wesołowska M., Kaczmarek A.

Materiały Budowlane

|

2015

|

nr 5

67--68

PL

Struktura zapraw budowlanych odgrywa istotną rolę w transporcie wilgoci w konstrukcjach murowych. Wprowadzane dodatki do zapraw w postaci wapna i plastyfikatorów modyfikują rozkład i wielkość porów. Tradycyjne badania makroskopowe nie pozwalają na dokładne określenie tego typu zmian. W artykule zaprezentowano wyniki badań porozymetrycznych wybranych zapraw budowlanych. Przeanalizowano zmiany struktury wynikające z wprowadzenia dodatków do zapraw i określono ich wpływ na właściwości wilgotnościowe.

EN

Structure of construction mortars plays essential role in humidity transport in wall construction. Addition of lime and plasticizers modify displacement and size of pores. Traditional macroscopic examinations do not allow to define these changes precisely. In the work there are presented results of porosimetric tests of selected mortars. Changes of structure were analyzed resulting from introduction of additions tomortars and their impact were defined on humidity properties.

19

Tight Reservoir Properties Derived by Nuclear Magnetic Resonance, Mercury Porosimetry and Computed Microtomography Laboratory Techniques. Case Study of Palaeozoic Clastic Rocks

Krakowska P. I., Puskarczyk E.

Acta Geophysica

|

2015

|

Vol. 63, no. 3

789--814

EN

Results of the nuclear magnetic resonance (NMR) investigations, mercury porosimetry measurements (MP) and computed microtomography (micro-CT), applied to the tight Palaeozoic rocks from the depths lower than 3000 m, were presented to estimate their reservoir potential. NMR signal analysis and interpretation were performed. Based on NMR driven models, permeability and Free Fluid Index were calculated for data sets divided into homogeneous clusters. Computerized mercury porosimetry results visualization and processing provided useful information, as the automatically determined Swanson parameter is correlated with petrophysical properties of rocks. Micro-CT enriched the image of porous space in qualitative and quantitative ways. Homogeneity of pore space structure was discussed using micro-CT approach. Integration of the results in the frame of reservoir parameters from standard laboratory methods and the modern ones resulted in the improvement of methodology for determining the old, deep-seated, hard sedimentary rocks reservoir potential.

20

Wpływ cyklicznego zamarzania wody na mikrostrukturę zapraw cementowych

Marciniak A., Koniorczyk M.

Materiały Budowlane

|

2014

|

nr 11

22--24

PL

W artykule przedstawiono zmianę struktury wewnętrznej zapraw cementowych w wyniku cyklicznego zamarzania wody. Przeanalizowano cztery zaprawy cementowe o różnym wskaźniku wodno-cementowym: w/c = 0,5 (seria 01) i w/c = 0,4 (seria 02, 03, 04) oraz z różną zawartością domieszki napowietrzającej, odpowiednio: 0% (seria 01, 02), 0,1% (seria 03) i 0,2% (seria 04) masy cementu. Zmiana struktury wewnętrznej materiałów określona została przez badanie porozymetrii rtęciowej oraz określenie współczynnika sorpcji wody próbek poddanych odpowiednio 25, 50 i 100 cyklom mrozowym.

EN

The paper considers the change of cement mortar microstructures due to cyclic water freezing. The deterioration of microstructure was investigated for four cement mortars with two different water/cement ratio: w/c = 0,5 (series 01) and w/c = 0,4 (series 02, 03, 04), and with different content of air -entraining admixture (AEA): 0%(series 01, 02), 0,1%(series 03) and 0,2%(series 04) of the cement mass. Change of internal pore structure was determined by multi-cycle mercury intrusion porosimetry test and determination of water sorption coefficient after 25, 50 and 100 freeze-thaw cycles.