A comparison of experimental methods for measuring water permeability of porous building rocks

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Title: A comparison of experimental methods for measuring water permeability of porous building rocks
Other Titles: Comparación de métodos experimentales para medir la permeabilidad al agua en rocas de construcción porosas
Authors: Galvañ Cortés, Sandra | Pla, Concepción | Cueto Mendoza, Nora | Martínez Martínez, Javier | García del Cura, María Ángeles | Benavente, David
Research Group/s: Petrología Aplicada | Grupo de Investigación en Restauración Arquitectónica de la Universidad de Alicante. GIRAUA-CICOP
Center, Department or Service: Universidad de Alicante. Departamento de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente
Keywords: Permeability | Water transport properties | Ornamental stone | Sedimentary rocks | Permeabilidad | Propiedades de transporte de agua | Roca ornamental | Rocas sedimentarias
Knowledge Area: Petrología y Geoquímica
Issue Date: 29-Jul-2014
Publisher: Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja
Citation: Materiales de Construcción. 2014, 64(315): e028. doi:10.3989/mc.2014.06213
Abstract: This paper compares different experimental methods for measuring water permeability in 17 different porous building rocks. Both commercial apparatus and specially made designed permeameters are used for characterising intrinsic permeability and hydraulic conductivity, k, of rocks in the range of 10−12 to 10−4 m/s (~ 10−19−10−11 m2 or ~ 10−4−104 mD). We use both falling head and constant head permeameter methods including the triaxial and modified triaxial tests and a classical constant head permeameter. Results showed that for very low and low permeability samples (k<10−6 m/s), triaxial conditions were found the most accurate procedures and they provided similar or slightly lower permeability values than constant and falling head methods. The latter techniques were highly recommended for permeable and high permeable porous building materials. Water permeability values were also linked to effective porosity and interpreted in terms of interparticle and vugs porosity. Finally, some modifications in the apparatus and procedures were carried out in order to assess water permeability in soft materials, which involve the use of non-saturated samples. | Se comparan diferentes métodos experimentales para la medida de la permeabilidad al agua en rocas porosas usadas como material de construcción. Se usaron diferentes permeabilímetros, (comerciales y desarrollados específicamente) empleando los métodos triaxial, triaxial modificado, carga constante y carga variable. Se caracterizó la permeabilidad intrínseca y conductividad hidráulica, k, con valores que varían desde 10−12 a 10−4 m/s (~ 10−19–10−11 m2 or ~10−4–104 mD). Para muestras poco y muy poco permeables el ensayo con célula triaxial fue el más reproducible. Los ensayos de carga constante son muy recomendables para rocas porosas de construcción permeables y muy permeables. Además, se definen los parámetros experimentales más apropiados para caracterizar la permeabilidad de rocas de construcción. La permeabilidad al agua se relaciona con la porosidad efectiva y se interpreta en términos de porosidad tipo interpartícula y vugs. Finalmente, se modificaron los equipos y procedimientos para poder estimar la permeabilidad en materiales blandos.
Sponsor: This study was financed by the Spanish Ministry of Science and Innovation CGL2011-25162. A predoctoral research fellowship was awarded to C. Pla for this project.
URI: http://hdl.handle.net/10045/40785
ISSN: 0465-2746 | 1988-3226 (Internet)
DOI: 10.3989/mc.2014.06213
Language: eng
Type: info:eu-repo/semantics/article
Rights: © 2014 CSIC. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-Non Commercial (by-nc) Spain 3.0 License.
Peer Review: si
Publisher version: http://dx.doi.org/10.3989/mc.2014.06213
Appears in Collections:INV - PETRA - Artículos de Revistas
INV - GIRAUA-CICOP - Artículos de Revistas
INV - IngHA - Artículos de Revistas

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