Wplyw przygotowania probek glebowych materialow porowatych na ich porowatosc oraz wymiar fraktalny

Sodium and calcium forms of montmorillonite and some selected soils formed from loess and from Carpathian flysh were owen dried at 105°C, critical point-dried and freeze-dried. After drying, all samples were outgased up to the pressure 1.3 kPa and next analyzed using mercury intrusion porosimetry. In the case of montmorillonite the average total pore volumes and average pore radii increased depending on applied drying method in following order: owen-drying, critical point drying and freeze-drying. The biggest differences among differently dried samples were observed in the case of sodium montmorillonite. However, in soil material, the total pore volumes for air-dried and owen- dried samples were almost the same. Determined pore size distributions were next used to calculate the surface fractal dimensions. The fractal dimensions for montmorillonite were usually lower than 2, althouh for sodium montmorillonite the values of fractal dimensions higher than 3 were found. For the majority of soil samples the fractal dimensions varied within the range 2 and 3. The results obtained for air-dried soil samples were very similar to those evaluated for owen-dried samples. The influence of drying method on estimated fractal dimensions was evident in the case of monmorillonite and its sodium form, in particular. However, in the latter case the determined fractal dimension (D=4.32) was outside of physically justfied range. In the case of clay minerals, and in the case of swelling clay minerals like montmorillonite in particular, the owen-drying method led to essential changes in the structure of samples. However, the structure changes of the soils owen- dried at 105°C were negligible. Reliability and accuracy of pore size determination are the important factors necessary to correct evaluation of the surface fractal dimension from porosimetric data.

Montmorylonit w formie sodowej i wapniowej oraz wybrane gleby mineralne wytworzone z lessu i z fliszu karpackiego osuszano w suszarce w 105°C, metodą punktu krytycznego i w stanie zamrożonym. Suche próbki minerałów i gleb odpowietrzano do ciśnienia ok. 1,3 KPa, zalewano rtęcią i poddawano analizie porozymetrycznej. W przypadku montmorylonitu średnie całkowite objętości i promienie porów wzrastały w kolejności dla metod suszenia w suszarce, punktu krytycznego i w stanie zamrożonym. Największe różnice pomiędzy wynikami suszenia stwierdzono dla montmorylonitu w formie sodowej. Natomiast dla materiału glebowego nie ma zasadniczych różnic w całkowitej objętości porów dla próbek suszonych na powietrzu i w suszarce. Na podstawie otrzymanych z pomiarów porozymetrycznych krzywych rozkładu rozmiarów porów dla badanych materiałów wyliczano wymiar fraktalny powierzchni. Wyliczone wymiary fraktalne dla montmorylonitu były zazwyczaj mniejsze od 2, chociaż dla formy sodowej były większe od 3. Natomiast dla próbek glebowych mieściły się one w zakresie od 2 do 3. Wyniki dla próbek glebowych suszonych powietrznie nie różniły się istotnie od wyników dla próbek suszonych w suszarce. Wpływ metody suszenia próbek występował wyraźnie dla montmorylonitu, szczególnie w formie sodowej, a wyznaczony wymiar fraktalny (0=4,32) leży poza zakresem fraktalności powierzchni. Dla minerałów ilastych, szczególnie dla minerałów pęczniejących typu montmorylonitu suszenie w suszarce powodowało największe zmiany w strukturze próbki. Natomiast dla gleb suszenie w suszarce powodowało nieznaczne zmiany w ich strukturze. Rzetelność i dokładność wyznaczenia rozkładów rozmiarów porów w materiale porowatym jest jednym z podstawowych czynników koniecznych do prawidłowego wyliczenia wymiaru fraktalnego jego powierzchni metodą analizy wyników porozymetrycznych.