Współczesne szlaki do badania przestrzeni porowatych
Testowanie materiałów w celu zapewnienia jakości i przydatności stanowi integralną część budowy i konserwacji konstrukcji podziemnych do przechowywania odpadów, migracji zanieczyszczeń i ropy. We wszystkich przypadkach konieczne jest szczegółowe opisanie porowatości rozmaitych materiałów w celu odpowiedniego modelowania transportu płynów. Dzięki bliskiej współpracy z geologami i inżynierami budownictwa lądowego i wodnego w finansowanym przez UE projekcie POSINAM (Pore space investigation in natural and artificial materials) opracowano środki niezbędne do realistycznego modelowania szerokiego zakresu materiałów porowatych. Przetestowane próbki geologiczne obejmują skały granitowe i iłowe, a także cementy. Aby scharakteryzować porowatość heterogeniczną tych materiałów, zastosowano technikę impregnacji polimetylometakrylanem C14 (PMMA). Opracowana w latach 90. metoda nasycania C14-PMMA obejmuje polimeryzację in situ oznakowanej radiowo żywicy poprzez napromieniowanie lub polimeryzację termiczną, cięcie i autoradiografię ciętej powierzchni. PMMA charakteryzuje się bardzo niską lepkością i niewielkim wykresem pokrycia: dlatego doskonale sprawdził się w penetracji nawet najmniejszych porów. Przeprowadzona następnie analiza liczbowa autoradiogramu umożliwiła partnerom projektu POSINAM sporządzenie szczegółowych map przestrzeni porowatej na płaszczyźnie przekroju próbek geologicznych. Autoradiogramy PMMA zwalidowano względem obrazów uzyskanych przy użyciu mikroskopu optycznego i skaningowego mikroskopu elektronowego, a także rentgenowskiej tomografii komputerowej. Analiza petrograficzna dostarczyła dodatkowych opisów tekstury i zawartości mineralnej próbek, uzupełniając tym samym mapy porowatości. Wymiana wiedzy i doświadczenia między partnerami przemysłowymi i akademickimi była integralną częścią projektu POSINAM. Oczekuje się, że platforma testowa, która powstała przy Université de Poitiers we Francji, będzie świadczyć cenne usługi dla branży materiałowej, która potrzebuje trójwymiarowych modeli wytwarzanych produktów.
Słowa kluczowe
Materiały porowate, konstrukcje podziemne, przechowywanie odpadów, model, granit, polimeryzacja termiczna
