КРАПЕЛЬНИЙ МЕТОД ДОСЛІДЖЕННЯ КАПІЛЯРНО-ПОРИСТОЇ СТРУКТУРИ МАТЕРІАЛУ

Анотація

Запропоновано просту експрес-методику неруйнівного аналізу капілярно-пористої структури будівельних матеріалів за динамікою розпливу краплі забарвленої рідини поблизу поверхні зразка. Метод ґрунтується на реєстрації часової еволюції плями та подальшій інтерпретації залежності R²(t) у рамках рівняння Лукаса–Вашбурна й підходів теорії пористих середовищ, що дає змогу з єдиного експерименту оцінити ефективну пористість, коефіцієнт капілярної провідності, проникність, середній ефективний радіус пор, ефективний коефіцієнт дифузії, а також параметри змочування (кут змочування, поверхневий натяг) і показники відхилення від ідеального капілярного режиму. Експериментальна реалізація базується на відеореєстрації розтікання краплі водного розчину барвника (зокрема метиленового синього) з подальшим кадруванням та комп’ютерною обробкою контурів плями; з площі плями визначається еквівалентний радіус, будується залежність R²(t), за нахилом якої одержують інтегральні капілярні характеристики матеріалу. Такий підхід забезпечує високу інформативність за мінімальних вимог до обладнання, придатний для польових випробувань і первинного сортування ділянок реставраційних робіт. На прикладі вапняку-черепашнику показано, що метод дозволяє кількісно ідентифікувати варіації структури навіть у межах одного шару або блока, що критично важливо для підбору сумісних ґрунтовок і реставраційних розчинів із заданими реологічними та адгезійними властивостями. Запропоновано послідовність оброблення даних: лінеаризація R² - t, оцінка капілярної провідності, перехід до ефективної пористості за об’ємом поглиненої рідини, відновлення проникності та кутів змочування з урахуванням відомих фізичних параметрів рідини; наведено критерії перевірки правдоподібності розрахунків (глибина проникнення, характерні діапазони проникності та середніх радіусів пор для цементованих карбонатних порід). Методика органічно доповнює прийняті в реставраційній практиці підходи попередньої діагностики поверхні та слугує основою для параметричного добору складів, адаптованих до реальної геометрії капілярно-пористої мережі субстрату. Таким чином, розвинений інструментарій аналізу розпливу краплі поєднує простоту виконання з можливістю отримання ключових структурних характеристик, необхідних для науково обґрунтованого проектування ремонтно-реставраційних рішень для об’єктів із вапняку-черепашнику.