Пористість

По́ристість — характеристика розмірів і кількості порожнин (пор) у твердому матеріалі.

Загальна характеристика

Пористість визначають у частках одиниці або відсотках відношенням сумарного об'єму пор у матеріалі до його загального об'єму.

У вужчому розумінні — це об'єм порового простору, який кількісно оцінюють відношенням об'єму пор до об'єму зразка досліджуваного тіла.

Ступінь пористості відображає коефіцієнт пористості m_п, який вираховують за відношенням об'єму пор V_п у деякому елементі пористого середовища (наприклад, зразка керна) до всього об'єму V_о елемента:

m_п = V_п / V_о = 1 — V_з / V_о,

де V_з — об'єм зерен (скелета) пористого середовища.

На практиці розрізняють пористість ґрунту, гірських порід, вугілля, будівельних матеріалів тощо.

Пористість ґрунту

Визначає повітропроникність (ступінь аерації) ґрунту, його водонасиченість, щільність, структурну стійкість тощо. Від пористості суттєво залежить родючість ґрунту. Загальну пористість визначають сумарним об’ємом пор, вираженим у відсотках до об’єму ґрунту, взятого без порушення його природного складу і структури. Складниками загальної пористості є капілярна (діаметр пор менший 0,1 мм) і некапілярна пористість.

Пористість гірських порід

Обумовлена наявністю пустот (пор) у гірських породах. При визначенні пористості іноді враховують об'єм каверн і тріщин. Пустоти можуть містити рідини і гази. Пористість визначає фізичні властивості гірських порід: міцність, тривкість, швидкість поширення пружних хвиль, стисливість, електричні, теплофізичні та інші параметри. У нафтогазовій геології методи промислової геофізики основані на використанні залежності між цими параметрами.

Величина пористості пов'язана з речовинним складом гірських порід. В мулах, лесах вона досягає 80 %; в осадових гірських породах (вапняки, доломіти, пісковики) змінюється від одиниць до 35 %; у вулканогенно-осадових породах (туфопісковики, туфіти) — в межах 5–20 %; в магматичних гірських породах — не більше 5 %.

Залежно від організації форм порожнинного простору гірської породи виокремлюють різновиди пористості:

• загальну (фізичну, або абсолютну) — характеризує сумарний об'єм закритих та відкритих пор зразка гірської породи;
• відкриту — характеризує об'єм пор, що сполучаються між собою, і через які можливий рух флюїду (нафти, газу);
• закриту — характеризує об'єм ізольованих пор, які можуть сполучатися або не сполучатися між собою (включає пори різних радіусів, форми і міри сполучуваності);
• ефективну — характеризує частину об'єму, зайняту рухомим флюїдом за умови повного насичення порового простору цим флюїдом; менша за відкриту на об'єм зв'язаних (залишкових) флюїдів.

За генетичними ознаками виділяють первинну і вторинну пористість:

• первинна — пористість, яка існувала в гірській породі від моменту її формування;
• вторинна — пористість, яка виникла у гірській породі внаслідок її розчинення і/або перекристалізації.

За морфологічним типом розрізняють види пористості:

• гранулярну (або міжзернову), яка трапляється в теригенних відкладах і залежить від ступеня обкочування, сортування, форм і способу укладки зерен, а також від типу і складу міжзернового цементу; коефіцієнт пористості зазвичай складає близько 20 % (може досягати 40 %);
• кавернову — поширена в карбонатних породах (зокрема, значна нерівномірна кавернова пористість часто спостерігається в органогенних вапняках);
• тріщинну — трапляється в гірських породах будь-якого походження.

Пористість вугілля

Пори вугілля поділяють на:

• мікропори з переважаючим діаметром близько 1,5 нм і з отворами та звуженнями, які обмежують доступ до них, розміром близько 0,5 нм (обумовлюють питому поверхню вугілля);
• перехідні пори — розміром 2–7 нм;
• макропори — понад 7 нм.

Пористість вугілля низького ступеня вуглефікації (вміст вуглецю нижчий 77 %) головним чином обумовлюється макропорами. Для вугілля з умістом вуглецю 76–84 % близько 80 % об'єму пор припадає на перехідні та макропори. У вугіллі з вищим умістом вуглецю переважають мікропори.

Пористість збільшує адсорбційний потенціал поверхні, що обумовлює підвищення міцності контакту «адгезив — субстрат» у процесі флотації, флокуляції, агломерації і брикетування вугілля. Із ростом пористості збільшуються непродуктивні витрати реагенту і зв'язуючої речовини, які проникають в пори і тріщини. При цьому відбувається інфільтрація, тобто вибіркове проникнення реагенту і зв'язуючої речовини в пори вугілля: у мікропори проникають тільки ті складники реагенту (або зв'язуючої речовини), молекули яких співмірні з розміром мікропор.

Пористість будівельних матеріалів

Коливається в межах від нуля (сталь, скло) до 90–98 % (пінопласт). Величина пористості значною мірою впливає на міцність матеріалу, водопоглинання, теплоізоляційні, усадкові та інші властивості. Міцність матеріалу залежить від розмірів пор: знижується у разі збільшення пористості і зростає з її зменшенням.

Джерело

• ДСТУ Б А.1.1-53-94 Система стандартизації та нормування в будівництві . Методи визначення пористості. Терміни та визначення. Київ : Український науково-дослідний і навчальний центр проблем стандартизації, 1995. 17 с. URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=25496

Література

1. Athy L. F. Density, Porosity and Compactation of Sedimentary Rocks // AAPG Bulletin. 1930. Vol. 14. P. 1–24.
2. International Encyclopedia of Heat and Mass Transfer / Ed. G. F. Hewitt, G. L. Shires, Y. V. Polezhaev. Boca Raton : CRC Press, 1997. 1312 p.
3. Папушин Ю. Л., Смирнов В. О., Білецький В. С. Дослідження корисних копалин на збагачуваність. Донецьк : Східний видавничий дім, 2006. 304 с.
4. Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / За ред. В. С. Білецького. Донецьк : Донбас, 2007. Т. 2. 670 с.
5. Ґрунтознавство з основами географії ґрунтів / Уклад. С. В. Полянський. Луцьк : Вежа-Друк, 2015. 156 с.

Автор ВУЕ

В. С. Білецький

Покликання на цю статтю: Білецький В. С. Пористість // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Пористість (дата звернення: 10.10.2026).

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 25.12.2024