Как найти пористость образца - Сайт, где вы сможете решить свои вопросы

Пористость
(общая) П –
степень заполнения материала порами:

П
= V_п/ V_о,
(1.10)

где
V_п– объем пор в
материале; V_о– объем материала в
естественном состоянии.

Открытая
пористость П_о
определяется как отношение суммарного
объема пор, насыщающихся водой,
к объему материалаV_о,
т.е.

.
(1.11)

Закрытая
пористость П_з:

П_з
= П – П_о.
(1.12)

Существует два
способа определения общей пористости:
экспериментальный и экспериментально-расчетный.

Экспериментальный
(прямой) способ основан на замещении
порового пространства в материале
сжиженным гелием и требует сложной
аппаратуры для испытаний.

Экспериментально-расчетный
метод определения пористости
использует найденные опытным путем
значения истинной плотности материала
ρ и его средней плотности ρ_ов сухом состоянии. ПористостьП
(%)вычисляют по формуле

.
(1.13)

Открытую пористость
П_ок (%)определяют
по формуле

П_ок=
В_о,
(1.14)

где В_о– объемное водопоглощение
материала, % (см. п.6).

Закрытую пористость
П_з(%) вычисляют по
формуле (1.12).

Результаты
вычислений пористости материала заносят
в табл.1.6.

Таблица 1.6. Результаты
вычислений пористости материала

Наименование материала	Общая порис-тость образца, %	Открытая порис-тость образца, %	Закрытая порис-тость образца, %

5. Определение влажности

Влажность материала
характеризуется тем количеством воды,
которое содержится в порах и адсорбировано
на поверхности образца.

Влажность образца
W(%) вычисляется по
формуле

,
(1.15)

где m_в
– масса влажного
образца, г; m_с
– масса сухого образца, г.

Влажность бетона
определяют по образцам или пробам,
полученным дроблением образцов после
их испытания на прочность. Наибольший
размер кусков после дробления должен
быть не больше 5мм. Путем
квартования отбирают пробу
100г, которую сушат при температуре
(105±5)°С до постоянной
массы. Чтобы установить в процессе
высушивания достижение пробой постоянной
массы, производят взвешивания не менее
чем через 4часа. Массу
считают постоянной, если разница между
повторными взвешиваниями оказалась не
более 0,1 %.
Влажность образца вычисляют по
формуле (1.15).

Результаты опытов
заносят в табл.1.7.

Таблица 1.7. Результаты
определения влажности образца материала

Наименование материала	Масса пробы в состоянии естественной влажности, г	Масса пробы в сухом состоянии, г	Влажность образца, %

6. Определение водопоглощения

Водопоглощение –
это способность материала впитывать и
удерживать в порах воду. Определяют
водопоглощение по массе и объему.

Водопоглощение
по массе В_м(%) вычисляют по формуле

,
(1.16)

где m_н
– масса насыщенного водой образца, г;
m_с
– масса сухого образца, г.

Водопоглощение
по объему В_о
(%) – степень заполнения объема материала
водой, характеризующую в основном его
открытую пористость, ─ вычисляют по
формуле

,
(1.17)

где V_о
– объем образца, см³;
ρ_в
– плотность воды (1 г/см³).

Зная
водопоглощение по массе В_м
и плотность ρ_о,
можно рассчитать водопоглощение по
объему

.
(1.18)

Испытание производят
на образцах в виде кубов с ребром
100 или 150 мм или
в виде цилиндров, имеющих такие же
диаметр и высоту. Допускается определение
водопоглощения материала на образцах,
имеющих неправильную геометрическую
форму и массу не менее 200г. Образцы высушивают до постоянной
массы, а затем помещают в емкость,
наполненную водой с таким расчетом,
чтобы уровень воды в емкости был выше
верхнего уровня уложенных образцов
примерно на50мм. При этом
образцы укладывают на прокладки так,
чтобы высота образца была минимальной.
Температура воды в емкости должна быть
(20±2)°С.

Образцы взвешивают
через каждые 24ч насыщения
водой с погрешностью не более
0,1 г.При каждом
взвешивании образцы, вынутые из воды,
предварительно вытирают отжатой влажной
тканью. Массу воды, вытекшую из пор
образца на чашку весов, следует включать
в массу насыщенного образца. Насыщение
водой производят до тех пор, пока
результаты двух последовательных
взвешиваний будут отличаться не более
чем на 0,1 г.
Водопоглощение по массе и объему
вычисляют по формулам (1.16) -(1.18).

Водопоглощение
материала определяют также методом
кипячения образцов. При этом образцы
кипятят в сосуде с водой. Объем воды
должен не менее чем в два раза превышать
объем установленных в нем образцов.
После каждых 4ч кипячения
образцы охлаждают в воде до комнатной
температуры, обтирают влажной отжатой
тканью и взвешивают. Испытание производят
до тех пор, пока результаты двух
последовательных взвешиваний будут
отличаться не более чем на
0,1 %.Расчет водопоглощения
ведут по указанным выше формулам.

Результаты опытов
заносят в табл.1.8.

Таблица 1.8. Результаты
определения водопоглощения образца
материала

Наименование материала	Масса сухого образца, г	Масса образца, насыщенного водой, г	Объем образца, см³	Водопоглощение образца, %
по массе	по объему

Контрольные
вопросы

1.
Что такое истинная плотность материала,
от чего она зависит, как определяется?

2.
Почему для определения истинной плотности
каменный материал измельчают?

3.
Что общего и что разного между истинной
и средней плотностью материала?

4. Что такое средняя
плотность материала, от чего она зависит,
как определяется?

5. Что такое и как
определяется общая, открытая и закрытая
пористость материала?

6.
Какая существует зависимость между
водопоглощением по объему и общей
пористостью материала? Всегда ли эта
зависимость справедлива?

7.
Какое влияние оказывает открытая и
закрытая пористость на морозостойкость
материала?

8. Какое влияние
оказывает открытая и закрытая пористость
на тепло- и звукопроводность материалов?

9. Что такое и как
определяется влажность материала?

10. Что такое
водопоглощение материала, от чего оно
зависит, как определяется?

Лабораторная
работа №2

Определение
механических свойств материалов

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник

Оборудование для определения пористости и распределения пор

По́ристость (устар. скважность^[1]) — доля объёма пор в общем объёме пористого тела^[2].

Является безразмерной величиной от 0 до 1 (или от 0 до 100 %). 0 соответствует материалу без пор; 100%-я пористость недостижима, но возможны приближения к ней (пена, аэрогель и т. п.). Дополнительно может указываться характер пористости в зависимости от величины пор: мелкопористость, крупнопористость и т. п. Характер пористости является словесной характеристикой материала и его определение зависит от отрасли.

Внутри пор может быть вакуум. Также поры могут быть заполнены газом или жидкостью с плотностью, значительно меньшей, чем истинная плотность материала образца. В этом случае величина пористости не зависит от истинной плотности материала, а зависит только от геометрии пор.

Определение пористости[править | править код]

Пористость определяется по формуле:
${displaystyle Pi =left(1-rho _{v}/rho _{t}right)cdot 100%}$ , где:

Объём образца определяют путём гидростатического взвешивания^[3] в случае больших образцов с замкнутыми порами и обмером в случае образцов правильной формы.

Методы для измерения характеристик пористой структуры вещества[править | править код]

Следующие методы могут быть использованы для оценки пористости в биотехнических областях.

Жидкостная экструзионная порозиметрия

Измеряет объем пор, диаметр, распределение по размерам при изменении температур, внешней нагрузке, и изменении химической среды, включая изменение влажности атмосферы. Позволяет измерять как гидрофобные, так и гидрофильные поры.

Порометрия капиллярных потоков

Измеряет широкий диапазон размеров пор, распределение пор по размерам, газовую проницаемость при различных температурах, нагрузке, различных химических средах, включая влажную атмосферу.

Пермеаметрия

Измеряет газовую, паровую, жидкостную скорости проникновения различных химических соединений при широком диапазоне температур, давлений, концентраций.

Анализ водопаропроницаемости

Измеряет скорость водопаропроницаемости как функцию градиента влажности, температуры и давления.

Vacuapore

Водный интрузионный порозиметр анализирует сквозные, глухие, гидрофобные поры. Измеряет объём пор, диаметр, распределение. Характеристики гидрофобных и гидрофильных пор могут быть определены в комбинации с ртутной порозиметрией.

Ртутная порозиметрия

Измеряет объем сквозных и глухих пор, диаметр, распределение.

BET-сорбтометрия

Измеряет площадь поверхности, объём очень маленьких и глухих пор, распределение, хемосорбцию множества различных химических сред при различных температур и давлений.

Пикнометрия

Измеряет абсолютную и удельную плотность материалов.

Возникновение и получение[править | править код]

Возникновение пористости связано с образованием газовых пузырьков в жидком материале и фиксацией их при его кристаллизации. Например, в сварной ванне, в зависимости от конкретных условий причинами образования пористости могут являться такие газы, как водород, азот и угарный газ. Возникновение и развитие пор определяется совместным действием всех газов, присутствующих в материале. Однако чаще всего явление оказывает какой-либо один из перечисленных газов.

Возникновение пор и их развитие — сложный процесс зарождения газовой фазы в жидкой среде. В сплошной жидкости образование зародыша газовой фазы, способного к дальнейшему развитию, то есть больше критических размеров, — процесс маловероятный. Чаще всего эти зародыши возникают на границе раздела с малым радиусом кривизны — включения или же зародыши попадают в металл сварочной ванны извне и начинают расти, поглощая выделяющийся при химической реакции газ.

Влияние в промышленности[править | править код]

Отрицательное[править | править код]

Поры относятся к внутренним, объёмным дефектам.
Незапланированные поры могут изменить характеристики материала в худшую сторону: например, сделать его менее прочным или подверженным коррозии. Но, в частности, в сварном деле объёмные дефекты не оказывают значительного влияния на работоспособность соединения. Поэтому в сварных швах допускают содержание объёмных дефектов, до определённых размеров и количеств.

Положительное[править | править код]

Исследования пористых материалов крайне важно во многих областях науки и техники. Например, характеристики пористости используемых веществ и материалов влияют на эффективность биотехнологий.

Инновационные биотехнологичные товары и продукты все больше и больше используются в здравоохранении, медицине, фармацевтике. Например, препараты для роста тканей, системы доставки лекарственного вещества к участку действия, имплантаты, повязки на рану, артериальные протезы, фильтры для отделения бактерий из жидкостей организма, субстраты органных культур. Эффективность всех материалов зависит от их пористых характеристик, поскольку пористая структура управляет потоком и кинетикой биохимических процессов. Например, имплантаты должны иметь строго определенный размер пор для кровеносных сосудов во время роста тканей. Поры, c меньшим или большим размером, чем критический, препятствуют росту кровеносных сосудов. Пористые характеристики, важные для биотехнологических приложений: диаметр поры, наименьший сквозной диаметр пор, распределение пор по размерам, объем пор, площадь поверхности, гидрофобность и гидрофильность пор, газовая и жидкостная проницаемость, скорость передачи водяного пара (водопаропроницаемость), диффузионный поток. Химическая среда, температура, влажность, давление/сжатие/нагрузка могут значительно воздействовать на структуру пор. Поэтому важно знать как пористая структура вещества может меняться при внешнем воздействии.

Применение[править | править код]

Примеры использования[править | править код]

Автомобильная промышленность
Аккумуляторная промышленность
Биотехнологии и здравоохранение
Керамика
Химическая промышленность
Химическая лабораторная практика
Фильтры и мембраны
Пищевая промышленность
Углеводородная промышленность
Геотекстильная промышленность
Производство средств личной гигиены
Производство ваты
Бумажная промышленность
Фармакологическая промышленность
Металлургическая промышленность
Текстильная промышленность

Примеры материалов[править | править код]

Различные пенополимеры (пенополистирол, пенопласт, пеноизол и др.).
Пенобетон
Пеногасители

См. также[править | править код]

Пористость почвы
Пористая среда
Закон Дарси
Порометрия

Примечания[править | править код]

↑ Пористость // Малый энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона. — 2-е изд., вновь перераб. и значит. доп. Т. 1-2. — СПб., 1907—1909.
↑ Пористость — статья из Большой советской энциклопедии.
↑ основано на измерении разности весов тела в воздухе и в воде, см закон Архимеда

Источник

Download Article

Porosity is the value used to describe how much empty, or void, space is present in a given sample. This attribute is commonly measured in regards to soil, since appropriate porosity levels are necessary for plants to grow. Porosity can be calculated theoretically using equations and given values, which is the case when you are faced with exam questions. Porosity can also be determined by finding the values needed to solve the equations experimentally, either in the lab or in the field.

1
2

Set up the appropriate equation. By definition, porosity () is equal to the pore volume () divided by the total volume (), or = /. Keep in mind that this is not the only equation that can find porosity. If values are given for bulk density and particle density rather than values for volumes, you should use a different equation.^[1]

Advertisement
3
4
5

Solve the equation to obtain a porosity value. Now that your equation is totally set up and has the appropriate values in place, you can solve by doing simple arithmetic. It might help to have a calculator handy for this part.

1

Assume the particle density () of your sample to be 2.66 g/(cm^3). The particle density of a sample is equal to the mass of the sample divided by volume of the sample. When dealing with soil samples, the average particle density of soil is 2.66 g/(cm^3). For that reason, this value is assumed to be the particle density of any soil sample, unless otherwise specified.^[4]
2

Use the relationship between volume and density to derive your equation. Since density is defined as mass per volume, and porosity is a comparison of pore volume to total volume, it is possible to express porosity in terms of density as well. The result is the equation = (1 – /) where is your porosity, is the bulk density, and is the sample’s particle density.^[5]
3

Find your value. The value will be given to you in a straightforward question. If the value is not given, you may be given other values such as the dry mass of the sample and the sample’s volume. In this case you would divide the dry mass of the sample by the sample volume to find your bulk density, or .
4

1
Measure the volume of your sample. You can measure the volume directly if your sample exactly fills a container with a known volume. You can also transfer the sample to a container such as a pre-measured beaker to measure volume. If you are unable to measure the volume directly, you can calculate the volume mathematically.
- Note that transferring the sample from one container to another may affect the porosity by disrupting the material.
2

Measure a volume of water. It is not important exactly how much water you measure out. The two things that are important in this step are measuring out more water than you will need to saturate your sample, and writing down exactly how much water you started with. This is the only way you can know how much you used.
3

Saturate the sample with water. This is an easy step, but can tricky. You want to add enough water so that all of the pores in your sample are filled, but you do not want to add any extra water. While it is important to get as close as you can to exactly saturating the sample, there will be some degree of error. Get the water level as close to the surface level of your solid sample level as possible.^[7]
4

Record the volume of water used. To do this, you will need to subtract the volume of water that is left from the volume of water you started with. This will leave you with the volume of water that was poured out. The volume of water you used is (approximately) equal to the pore volume of your sample.^[8]
5

Set up the equation to solve for porosity with volume. Now that you have the volume of your sample () and the pore volume (), you can add them together to get total volume (). It is now possible to use the equation = (/) x 100% to find your porosity (). ^[9]
6

Do the calculations to find your sample’s porosity. Enter the appropriate values into the equation. Be sure to keep track of your units and make sure that they cancel out appropriately, as porosity is a unitless value. A calculator might be handy for this step, also.^[10]

1
Saturate the area you want to sample. A good way to do this is to place a pre-weighed steel ring (such as one with a diameter of 7 centimetres (2.8 in) and a height of 10 centimetres (3.9 in)) on the ground where you would like to take a sample and fill it with water. Allow the water to sit in the ring overnight, or until it is absorbed by the ground. This will make it easier to collect your sample.^[11]
- You can find pre-weighed steel rings in home improvement stores and online.
2

Drive the steel ring into the ground. Use a block of wood and a hammer to drive the ring down into the ground. The soil inside the ring is referred to as a core or core sample. The ring protects the core sample from being disturbed during collection.
3

Dig out around the steel ring. Use a spade and other digging tools to carefully dig around the steel ring. You do not want to disturb the soil inside the ring. Cut away any roots from the bottom of the ring.
4

Remove the ring. Once you have cleared out the soil around the ring, you can remove the ring and sample from the hole. Keep the core sample inside the ring and do not disturb it. Be careful not to lose any of the sample when moving it.
5

Record the saturated mass of your sample. Put the ring in a large, clear container. Add water until the sample in the ring is fully saturated and can hold no more water. Weigh the sample in the steel ring. Subtract from that value the mass of the steel ring. This will leave you with the saturated mass of your sample.
6

Record the volume of your sample. The volume of your sample will be the same as the volume of your ring. Since your ring is a cylinder, to calculate the volume you will multiply the height of the cylinder by the radius squared (the radius is the distance from the center of the circle to the edge), and then multiply that by pi (often rounded to 3.14). If you do not know the radius you can measure across the top of the cylinder at its widest point and divide that measurement by two.^[12]
7

Transfer the soil to an oven safe container. Be sure to pre-weigh the container and write down the mass of the container (). If you are planning to use a microwave oven to dry your sample, be sure that your container has no metal and is microwave safe.
8

Dry your sample. If you are using a microwave, 10 minutes on high should be sufficient to dry out your sample. This ensures that all of the pores in the sample have been cleared of water. You can also dry the sample in a conventional oven at a temperature of 105 degrees Celsius, or 221 degrees Fahrenheit, for at least 2 hours.Though they are still full of air, this will not affect the mass of the sample.
9

Weigh your dried sample in the dish to find your total mass (). Remember that this value is not the mass of your sample. It is the mass of your sample plus the mass of your container. Do not use this value to calculate porosity.^[13]
10

Subtract from to find the dry mass of your sample (). To find the dry weight of your sample, you can simply subtract the initial mass of the container from the final mass of the container plus the sample. Be sure that the number you get makes sense. For example, you will not have a negative value for mass. If you do, this is incorrect and you should troubleshoot your math.
11

Calculate the mass of water in the saturated sample. Subtract the dry mass () from the saturated mass (). The difference will be the mass of water (). Again, the dry mass should be smaller than the saturated mass.
12

Convert the mass of water to the pore volume of your sample. By definition, one gram of water is equal to one cubic centimeter of water. This means that the mass of your water in grams is equal to the volume of water in cubic centimeters. Since your sample was saturated, all pores are filled with water, therefore, the pore volume is equal to the volume of water present in the saturated sample.
13

Divide the pore volume by the total volume of your sample. This will yield a decimal number that is smaller than one. Multiply that number by 100%. The result is the porosity of your sample expressed as a percent.

Add New Question

Question

What is the porosity of a 490 cubic centimeter soil sample that contains 85 grams of water when 55% of the pores are full of water?

The first step would be to determine how many grams of water would fill 100% of the pores. Since you know that 85 grams fills 55% of the pores, you can divide 85 grams by 55% (or .55) to find that you need 154.5 grams of water to fill all pores. Since one gram of water is equal to one cubic centimeter of water, your pore volume will be 154.5 cubic centimeters. Divide that by your total volume of 490 cubic centimeters and you will get a porosity of .315, or 31.5%.
Question

Why is the water absorption of a material such as concrete often determined for periods of immersions of both 10 minutes and 24 hours?

Concrete tends to absorb less/more water depending on how long it is immersed.

Ask a Question

200 characters left

Include your email address to get a message when this question is answered.

Submit

Video

If you are transferring the sample from the field to another location for analysis, seal it in a plastic bag.
Take multiple samples in the field. This will help reduce error in your measurements.
There are also software programs such as RESRAD that can help in determining porosity, however they are beyond the scope of this article.

Show More Tips

The instruments used to take measurements will also affect the degree of error in the measurement. The finer tuned an instrument is, the less error. However, keep in mind that all instruments have their limits.
Human error is present in all experimental measurements to some degree.
Disrupting the sample can cause a change in the porosity of the sample by compacting or separating particles. Handle with care.

Things You’ll Need

Calculating Porosity Theoretically by Volumes
- Calculator
Calculating Porosity Experimentally by Saturation
- Sample
- Sample Container
- Water
- Water Container
Calculating Porosity in the Field by taking Core Samples
- Steel Ring
- Hammer and Block
- Spade
- Scale
- Oven or Microwave

References

About This Article

Article SummaryX

If you want to calculate porosity theoretically in a given problem, use the equation porosity = pore volume ÷ total volume. Before inserting your values, make sure the units of measurement match because porosity is expressed as a percentage. If you can determine the density of the material, you can also find porosity by using the equation porosity = 1 – bulk density ÷ by particle density. To learn how to calculate porosity through saturation, read on.

Did this summary help you?

Thanks to all authors for creating a page that has been read 256,802 times.

Reader Success Stories

“I used it as a quick look interpretation and it was simple and straight. ”

Did this article help you?

Источник

Загрузить PDF

Коэффициент пористости характеризует количество пустого пространства (пор) в том или ином образце. Эта величина имеет важное значение для почвы, поскольку для нормального роста растений необходима соответствующая пористость. Коэффициент пористости можно вычислить теоретически по известным формулам, если даны входящие в них величины, — с такой задачей вы можете столкнуться на экзамене. Пористость можно измерить и экспериментально в лаборатории или полевых условиях.

1
2

Запишите подходящую формулу. По определению пористость () равна объему пор (), поделенному на общий объем (), то есть = /. Учтите, что это не единственная формула, по которой можно рассчитать пористость. Если в условии даны не объемы, а общая плотность и плотность твердой части, следует использовать другую формулу.^[1]
3
4
5

Проведите вычисления, чтобы найти величину пористости. После того как вы запишете формулу и подставите в нее численные значения, останется проделать простые вычисления. Для этого вам может пригодиться калькулятор.

Реклама

1

Предположим, плотность частиц () образца составляет 2,66 г/(см^3). Плотность частиц, или плотность твердой фазы, равна массе образца, поделенной на его объем. При работе с образцами почвы обычно считают, что средняя плотность твердой фазы составляет 2,66 г/(см^3) независимо от вида почвы, если только не указана другая величина.^[4]
2

Используем соотношение между объемом и плотностью, чтобы вывести нужную нам формулу. Поскольку плотность равна массе, поделенной на объем, а пористость представляет собой отношение объема пор к общему объему, можно выразить пористость через плотность. В результате получится формула = (1 – /), где — пористость, — объемная плотность, — плотность твердой фазы.^[5]
3

Найдите величину . Значение должно быть приведено в условии задачи. Если оно не дано непосредственно, его можно определить по другим величинам, таким как сухая масса образца и его объем. В этом случае следует поделить сухую массу на объем образца, и в результате у вас получится объемная плотность .^[6]
4
Подставьте в формулу соответствующие значения плотности. Теперь, когда известны и , можно найти величину . Помните, что при делении на ВСЕГДА должно получаться значение меньше 1, поэтому пористость = (1 – /) не может принимать отрицательных значений. Если у вас получится отрицательная пористость, вероятно, вы поделили на , что неправильно.^[7]
- Данная формула дает величину пористости в виде десятичной дроби. Чтобы выразить пористость в процентах, просто умножьте полученный результат на 100 %. Например, 0,41 x 100 % = 41 %.
Реклама

1
Измерьте объем образца. Это можно сделать непосредственно, если образец как раз заполняет емкость с известным объемом. Можно также засыпать образец в мерную пробирку и определить его объем. Если вы не можете измерить объем непосредственно, его можно рассчитать.
- Учтите, что при пересыпании образца из одной емкости в другую его пористость может измениться.
2

Измерьте объем воды. Необходимо точно знать, какое количество воды вы используете. На данном этапе важны две вещи: следует отмерить больше воды, чем вам понадобится для того, чтобы пропитать ею образец, и точно записать начальное количество воды. Лишь таким образом вы определите, сколько воды потребовалось для насыщения образца.
3

Насытьте образец водой. Этот на первый взгляд простой этап может представлять некоторые трудности. Необходимо добавить достаточное количество воды, чтобы она проникла во все поры, но не следует использовать слишком много воды. Следует как можно полнее пропитать образец водой, и здесь можно ошибиться. Постарайтесь, чтобы уровень воды был как можно ближе к уровню твердого образца.^[8]
4

Запишите количество использованной воды. Для этого вычтите объем оставшейся воды из ее первоначального объема. В результате вы получите объем воды, которая ушла на то, чтобы пропитать образец. Этот объем примерно равен объему пор в данном образце.^[9]
5

Запишите формулу для определения пористости по объему. Теперь, когда известны объем образца () и объем пор (), можно сложить их вместе и определить общий объем (). После этого можно вычислить пористость () по формуле = (/) x 100 %.^[10]
6

Проделайте вычисления и определите пористость образца. Подставьте в формулу соответствующие численные значения. Не забывайте о единицах измерения и проследите, чтобы они сократились, так как пористость является безразмерной величиной. На данном этапе удобно использовать калькулятор.^[11]

Реклама

1
Пропитайте водой то место, откуда вы хотите взять образец. Хороший способ заключается в том, чтобы поместить на землю в нужном вам месте стальное кольцо известной массы (например, диаметром 7 сантиметров и высотой 10 сантиметров) и наполнить его водой. Оставьте воду в кольце на ночь или до тех пор, пока она не впитается в почву. В результате вам будет легче взять образец.^[12]
- Стальные кольца определенной массы можно приобрести в магазине хозяйственных товаров или заказать через интернет.
2

Вдавите кольцо в землю. Возьмите доску и молоток и вбейте стальное кольцо в почву. Оказавшаяся в кольце почва послужит керном, или керновым образцом. Кольцо не даст земле рассыпаться при заборе пробы.^[13]
3

Выкопайте ямку вокруг стального кольца. С помощью лопаты или другого инструмента аккуратно удалите землю вокруг кольца. При этом не трогайте почву внутри кольца. Если внизу кольца окажутся какие-либо корни, обрежьте их.^[14]
4

Достаньте кольцо. После того как вы расчистите землю вокруг кольца, можно достать его из ямы вместе с оставшейся внутри почвой. Следите, чтобы почва оставалась внутри кольца и не высыпалась из него. Не потеряйте кусочки земли, когда достаете кольцо.^[15]
5

Запишите массу насыщенного водой образца. Положите кольцо в большую чистую емкость. Добавляйте воду до тех пор, пока образец в кольце не пропитается ею полностью и не сможет впитывать ее. Взвесьте образец вместе со стальным кольцом и вычтите массу кольца. В результате у вас получится масса насыщенного водой образца.
6

Запишите объем образца. Этот объем будет равен внутреннему объему кольца. Поскольку кольцо имеет форму цилиндра, чтобы найти объем, следует умножить высоту на квадрат радиуса (радиус представляет собой расстояние от центра кольца до его края) и умножить полученный результат на число «пи» (его часто округляют до 3,14). Если вы не знаете радиус, можно измерить вдоль верхнего края цилиндра в самом широком его месте диаметр и поделить его на два.^[16]
7

Переложите почву в подходящую для духовки емкость. Не забудьте перед этим взвесить пустую емкость и записать ее массу (). Если вы собираетесь использовать микроволновую печь, возьмите подходящую для нее неметаллическую посуду.^[17]
8

Высушите образец. Если вы используете микроволновую печь, для этого достаточно будет 10 минут при высокой мощности. В результате вода испарится из всех пор. Можно также высушить образец в обычной духовке при 105 °C в течение хотя бы двух часов. Хотя в порах останется воздух, это не повлияет на массу образца.^[18]
9

Взвесьте сухой образец в емкости, чтобы определить общую массу (). Помните, что это еще не масса образца. Это общая масса образца и емкости, в которой он находится. Не используйте измеренный вес для вычисления пористости.^[19]
10

Вычтите из , чтобы найти массу сухого образца (). Чтобы определить массу сухого образца, достаточно просто вычесть массу пустой емкости из измеренной массы образца вместе с емкостью. Проследите, чтобы полученная величина была правдоподобной. Например, у вас не должна получиться отрицательная масса — в таком случае вы где-то допустили ошибку, поэтому проверьте свои вычисления еще раз.^[20]
11

Вычислите массу воды в пропитанном водой образце. Вычтите массу сухого образца () из массы насыщенного водой образца (). В результате вы получите массу воды (). Помните, что масса сухого образца должна быть меньше, чем масса насыщенного водой образца.
12

Переведите найденную массу воды в пористость образца. Как известно, один грамм воды занимает один кубический сантиметр. Это означает, что масса воды в граммах эквивалентна ее объему в кубических сантиметрах. Поскольку образец был насыщен водой, объем пор равен объему воды в пропитанном ею образце.
13

Поделите объем пор на общий объем образца. В результате у вас получится десятичная дробь меньше единицы. Умножьте найденный результат на 100 %, чтобы выразить пористость образца в процентах.

Реклама

Советы

Измерьте пористость нескольких образцов почвы. Это позволит уменьшить ошибку ваших измерений.
Если вы передаете образец почвы куда-либо в другое место для анализа, запечатайте его в пластиковый пакет.
Есть компьютерные программы, например RESRAD, которые позволяют вычислить пористость, однако этот вопрос выходит за рамки данной статьи.
Объемную плотность и плотность твердой фазы также можно измерить экспериментально, чтобы затем вычислить пористость. Чтобы найти объемную плотность, следует сухую массу образца поделить на его объем. Плотность твердой фазы почвы часто принимают равной 2,66 г/(см^3).

Предупреждения

Используемые для измерений инструменты также повлияют на точность определения пористости. Чем точнее будут инструменты, тем меньше получится ошибка. Тем не менее учтите, что каждый инструмент имеет свои ограничения по точности.
Во всех экспериментальных измерениях в той или иной мере присутствует ошибка со стороны экспериментатора.
Если образец разрушится, его частицы могут спрессоваться или разделиться, что повлияет на результаты измерения пористости. Будьте аккуратны.

Что вам понадобится

Вычисление пористости по объему
- Калькулятор
Экспериментальное определение пористости по насыщению
- Образец
- Емкость для образца
- Вода
- Емкость для воды
Определение пористости в полевых условиях по керновым пробам
- Стальное кольцо
- Молоток и доска
- Лопата
- Весы
- Духовка или микроволновая печь

Источники

Об этой статье

Эту страницу просматривали 8109 раз.

Была ли эта статья полезной?

Источник

Неправильность форм песчаных зерен и частиц карбонатного материала не позволяет обеспечивать их идеальное прилегание друг к другу, следовательно между зерен в горных породах всегда присутствует пустотное пространство, которое в свою очередь заполнено флюидами (жидкостями или газами).

Пористость горных пород является одним из параметров, учитываемых при подсчете запасов нефти, а также при прогнозировании процессов фильтрации в пористых средах.

Визуализация порового пространства на керне

Пористость –
свойство горных пород, определяемое наличием в них пустот (крупных и мелких пор,
каналов, трещин, каверн).

Коэффициент пористости К_п – отношение объема пор образца V_пор к объему самого образца V_обр. В зарубежной литературе для обозначения пористости принято сокращение PHI или Φ.

Теоретически пористость породы может иметь любое
значение (от нуля до единицы), но в реальности, исходя из теоретических
расчётов, пористость большинства осадочных пород не может превышать 47 % (V_шара=4/3πR³)

Общая пористость

Просуммировав объем пустот в породе и зная объем самой
породы можно получить значение общей пористости или же коэффициент общей пористости (выражается в процентах к объему образца или
в долях единицы).

Формула для расчета общей пористости:

Kп=Vпор/Vобр

Важно
понимать, что значение общей пористости не всегда отражает качество коллекторских свойств породы, т.к.
некоторый объем пор может не сообщаться между собой (тупиковые или
изолированные поры).

Открытая пористость или пористость насыщения

При определении
открытой пористости учитываются только объемы связанных и сообщающихся
между собой пор. Получаемое при этом значение пористости будет всегда меньше значения
общей пористости того же образца.

Открытую пористость также называют пористостью насыщения т.к. при ее
расчете учитывается только объем пустот, в который проникает жидкость при заданном
при проведении эксперимента давлении насыщения.

Как правило, в качестве жидкости, насыщающей
поры образца используется керосин (он хорошо проникает в поры и не вызывает
разбухания глинистых частиц).

Формула для расчета открытой пористости:

Kо=Vо./Vобр

Обозначения:

К_о
– коэффициент открытой пористости

V_о.– объем открытых и взаимосообщающиихся пор

V_обр – объем образца
породы

Эффективная пористость

Эффективная пористость представляет собой объем пор, по которым флюид может извлекаться
при разработке пласта (значения как правило меньше открытой пористости). В значение
эффективной пористости
не входит поровое пространство субкапиллярных пор, так как в них не происходит
движение жидкости. Также при учете эффективной пористости не учитывается объемом
пор, занятых неподвижной пленкой, обволакивающей зерна породы, и объемом
неподвижной жидкости на контактах зерен, где жидкость удерживается
молекулярно-поверхностными силами.

Формула для расчета эффективной пористости:

Kэ=Vэ.пор/Vобр

Обозначения:

К_э
– коэффициент эффективной пористости

V_э.пор– объем
пор, обеспечивающий движение флюида

V_обр – объем образца породы

Генетическая классификация пористости

Исходя
из генетической классификации, пористость подразделяется на:

Первичную – поры образованы в процессе седиментации осаждаемых отложений
Вторичную – пустоты образованы в результате последующих вторичных процессов, таких как растрескивания, дробления, растворения, перекристаллизации и. т.д.

Объем пор зависит от формы и размеров частиц обломочной породы, их уплотненности, отсортированности, количества, качества и типа цемента.

Зачастую при определении пористости на керне также проводят определение проницаемости.

Пористость горных пород (лекция)

С этой статьей также читают:

Инклинометрия ствола скважины

В настоящее время большинство пробуриваемых скважин являются наклоннонаправленными или горизонтальными. Бурение скважин такого типа производится…

Источник

5. Определение влажности

6. Определение водопоглощения

Определение пористости[править | править код]

Методы для измерения характеристик пористой структуры вещества[править | править код]

Возникновение и получение[править | править код]

Влияние в промышленности[править | править код]

Отрицательное[править | править код]

Положительное[править | править код]

Применение[править | править код]

Примеры использования[править | править код]

Примеры материалов[править | править код]

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

Video

Things You’ll Need

References

About This Article

Reader Success Stories

Did this article help you?

Советы

Предупреждения

Что вам понадобится

Источники

Об этой статье

Была ли эта статья полезной?

Общая пористость

Формула для расчета общей пористости:

Открытая пористость или пористость насыщения

Формула для расчета открытой пористости:

Эффективная пористость

Формула для расчета эффективной пористости:

Генетическая классификация пористости

С этой статьей также читают:

Вам также может понравиться

Как найти группу ячеек в экселе

Как исправить широкую форму ногтей

Как найти перегоревшую лампочку в китайской гирлянде

Добавить комментарий Отменить ответ