Качественная оценка пористой структуры минеральных строительных материалов на основе данных интрузии ртути

ИЮЛ052016

Минеральные строительные материалы в большинстве случаев обладают развитой пористой структурой, которая определяет технические свойства этих материалов.

В качестве таких минеральных строительных материалов могут выступать песок, гравий, природный камень, стекло, известь, цемент и пр. Диапазон пор в подобных материалах варьируется от нескольких нанометров до миллиметров, а изменения в пористой структуре напрямую сказываются на эксплуатационных характеристиках продукта.

Одним из методов качественной и количественной оценки пористости строительных материалов является метод интрузии ртути (Mercury Intrusion Porosimetry).

Ртуть является несмачивающей жидкостью и способна проникать в поры материала и в пространства между частицами при приложении некоторого давления, причем размер пор связан с приложенным давлением согласно уравнению Уошбурна:

где:

r – радиус поры

ƴ – величина поверхностного натяжения

ʘ - угол контакта

р – приложенное давление

С помощью результатов ртутной порозиметрии могут быть решены 3 задачи:

• Получение картины пористой структуры материала с качественной оценкой типов или классов пор
• Оценка качества и/или прочности материала на основе определяемых параметров
• Оценка механических свойств строительных материалов на основе параметров пористой структуры и известных макроскопических характеристик

Пример кривой интрузии ртути для керамической плитки, клинкерного кирпича и цементного камня приведен ниже.

Внешний вид полученной кривых, наличие гистерезиса и форма графика распределения (приведен ниже) дают пользователю первичную информацию о характере пористой структуры, о форме пор, а также общую сравнительную картину для нескольких типов материалов.

Метод интрузии ртути, выбранный для исследования минеральных строительных материалов, заложен в приборе Pascal 140/240/440 от Thermo Scientific, включающем в себя модуль низкого и модуль высокого давления.

Литература: Characterization of Mineral Building Material by Mercury Intrusion Porosimetry. Katrin Rübner, Dirk Hoffmann, Part. Part. Syst. Charact. 23 (2006) 20-28

Подробные характеристики ртутного порозиметра Pascal 240 Evo