Využití metod rtuťové porozimetrie a fyzikální sorpce dusíku pro charakterizaci pórového prostoru vybraných pískovců

0481741 - ÚGN 2018 SK cze A - Abstrakt
Ruppenthalová, Lucie - Vavro, Martin
Využití metod rtuťové porozimetrie a fyzikální sorpce dusíku pro charakterizaci pórového prostoru vybraných pískovců.
[Utilization of Hg-porometry and nitrogen physical sorption for characterization of pore area of selected sandstones.]
ChemZi, Slovenský časopis o chémii pre chemické vzdelavanie, výskum a priemysel - Sborník 69. Zjazdu chemikov. Bratislava: Slovenská chemická spoločnosť, 2017. s. 151-151. ISSN 1336-7242.
[Zjazd chemikov /69./. 11.09.2017-15.09.2017, Vysoké Tatry, Starý Smokovec]
Grant CEP: GA MŠMT(CZ) LO1406; GA MŠMT ED2.1.00/03.0082
Institucionální podpora: RVO:68145535
Klíčová slova: specific surface area * pore distribution * sandstones
Obor OECD: Materials engineering

Porozita, zvláště distribuce pórů a celkový charakter pórového prostoru hornin jsou jedním z faktorů určujících odolnost hornin vůči zvětrávání. Pro tuto charakterizaci hornin je nejčastěji používána rtuťová porozimetrie, nicméně i ta má svá omezení. V tomto příspěvku byla charakterizace doplněna o metodu fyzikální sorpce dusíku při 77 K. Studium pórového prostoru proběhlo na dvou typech přírodních pískovců (Podhorní Újezd a Javorka) a alkalicky aktivovaného umělého pískovce. Oba typy přírodních pískovců jsou především makroporézní materiály, což dokazuje Hg porozimetrie, s menším zastoupením mezopórů. Dle IUPAC odpovídá charakter adsorpčních izoterem, naměřených pomocí sorpce dusíku, mezoporézním materiálům, nicméně v tomto případě ukazuje na málo rozvinutý porézní systém (v daném měřícím rozsahu). Charakter hysterezních smyček je typický pro neuspořádané lamelární pórové struktury, případně štěrbinové póry.
Nejrozvinutější porézní prostor vykazuje v porovnání s přírodními pískovci umělý pískovec, který má značně rozvinutou oblast mezopórů. Toto zjištění je i potvrzeno rtuťovou porozimetrií. Charakter adsorpční izotermy odpovídá rovněž mezoporézním materiálům a tvar hysterezní smyčky je charakteristický pro cylindrické póry. Výsledky ze rtuťové porozimetrie ukazují jednoznačně na makroporézní charakter pískovců, nicméně při detailnějším studium se ukazuje, že významnou roli při interakci pískovců s prostředím mohou hrát i mezopóry pod 50 nm, které lze lépe definovat pomocí metody fyzikální sorpce dusíku.


Porosity, specially pore distribution and total character of pore space of rock is one of factors influencing toughness of rocks against weathering. Mercury porosimetry is most commonly used for this characterization of rocks, but it also has its limitations. In this paper the characterization was supplemented with the method of physical nitrogen sorption at 77 K. The study of the pore space was carried out on two types of natural sandstone (Podhorní Újezd and Javorka) and alkali activated artificial sandstone. Both of types of natural sandstone are primarily macroporous materials, as evidenced by Hg porosimetry, with a smaller proportion of mesopores. According to IUPAC, the character of the adsorption isotherms measured by nitrogen sorption, corresponds to mesoporous materials, but in this case it shows the poorly developed porous system (within a given measuring range). The character of hysteresis loops is typical for disordered lamellar porous structures or slit pores. The most developed porous space, compared to natural sandstone, has artificial sandstone with a vastly developed area of mesopores. This finding is confirmed by mercury porosimetry. The character of adsorption isotherms also corresponds to mesoporous materials and the shape of the hysteresis loop is characteristic for cylindrical pores. The results of mercury porosimetry clearly show the macroporous character of the sandstones, however, in a more detailed study, it is shown that the mesopores below 50 nm can play a significant role in sandstone interactions with the environment, which can be better defined by the method of physical nitrogen sorption.

Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0277244