Publication detail

Efficacy of polyacrylate latex nanodispersions as consolidation agents in porous sandstones evaluated by synchrotron X-ray computed microtomography

Year: 2024

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Journal of Building Engineering

Publisher name: ELSEVIER

Place: AMSTERDAM

Page from-to: 109089

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Účinnost polyakrylátových latexových nanodisperzí jako konsolidačních činidel v porézních pískovcích hodnocená synchrotronovou rentgenovou počítačovou mikrotomografií	Tento výzkum popisuje účinky dvou inovativních vodných polyakrylátových polymerů na mikrostrukturu porézních kamenných materiálů. Takové latexové nanodisperze byly navrženy (s fluorací i bez fluorace) jako konsolidační činidla a testovány na dvou typech pískovce, konkrétně v Praze (Mšené) a Obernkirchenu, které se z velké části používají jako stavební materiály pro cenné objekty kulturního dědictví. Kvantitativní popis distribuce polymerů ve vzorcích byl získán neinvazivně použitím synchrotronové radiační počítačové mikrotomografie. Režim fázového kontrastu založený na šíření byl přijat, aby se otestovala jeho účinnost při umožnění rozpoznání polymerů ve dvou matricích, což je obvykle omezeno jejich nízkým koeficientem útlumu pro rentgenové záření. Kvantitativní analýza obrazu odhalila významné rozdíly v celkové pórovitosti, specifickém povrchu pórů, hustotě konektivity a fraktální dimenzi v důsledku konsolidačních úprav. Například u zpevněných pražských a obernkirchenských pískovců byly zjištěny asi o 7 % a o 3 % nižší hodnoty pórovitosti, přičemž distribuce byla posunuta směrem k menším pórům. Kromě toho simulace transportu vody na základě získané sítě pórů prokázala pokles propustnosti vody a difuzivity o více než jeden řád v ošetřených vzorcích; účinek byl výraznější ve směru průniku zpevňujícího prostředku. Celkově oba latexy vykazovaly podobnou filmotvornou schopnost a schopnost vyplňovat póry. Výsledky obecně zdůraznily vysoký potenciál synchrotronového 3D rentgenového zobrazování pro kvantitativní hodnocení porézní mikrostruktury konsolidovaných stavebních materiálů.	Konsolidace; Rentgenová mikrotomografie; Pískovec; Nanodisperze; Akrylátový latex; Mikrostruktura; Permeabilita
eng	Efficacy of polyacrylate latex nanodispersions as consolidation agents in porous sandstones evaluated by synchrotron X-ray computed microtomography	This research describes the effects of two innovative aqueous polyacrylate polymers on the microstructure of porous stone materials. Such latex nanodispersions have been designed (with and without fluorination) as consolidation agents and tested on two types of sandstone, namely, Prague (M & scaron;end) and Obernkirchen, largely used as building materials for valuable Cultural Heritage objects. Quantitative description of the polymer distribution within the specimens was obtained noninvasively by adopting synchrotron radiation computed microtomography. The propagation -based phase -contrast mode was adopted to test its effectiveness in enabling the recognition of the polymers in the two matrices, which is usually hampered by their low attenuation coefficient for X-rays. Quantitative image analysis revealed significant dissimilarities in total porosity, specific surface area of pores, connectivity density and fractal dimension as a consequence of the consolidation treatments. For instance, about 7% and 3% lower porosity values were found in the consolidated Prague and Obernkirchen sandstones, respectively, with the distribution shifted towards smaller pores. Furthermore, the simulation of water transport, based on the retrieved pore network, evidenced a decrease in water permeability and diffusivity of more than one order of magnitude in the treated samples; the effect was more pronounced along the direction of penetration of the consolidating agent. Overall, both latexes exhibited similar film -forming and porefilling abilities. In general, the results highlighted the high potential of synchrotron -based 3D Xray imaging for the quantitative assessments of the porous microstructure of consolidated building materials.	Consolidation; X-ray microtomography; Sandstone; Nanodispersion; Acrylic latex; Microstructure; Permeability

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links