Poreuziteit

Poreuziteit, in wetenschappelijke literatuur doorgaans geschreven als porositeit, is de verhouding tussen de volume van de poriën (het poriënvolume) en het totale volume van een materiaal. Het poriënvolume omvat alle holtes waarin vloeistoffen of gassen kunnen voorkomen. Porositeit is een dimensieloze grootheid en wordt meestal uitgedrukt als een percentage: porositeit = Vporen / Vtotaal.

Er bestaan verschillende typen porositeit. Absolute porositeit verwijst naar het totale poriënvolume, inclusief zowel verbonden als afgesloten poriën. Open porositeit duidt op de poriën die met elkaar verbonden zijn en transport van vloeistoffen mogelijk maken, terwijl gesloten porositeit bestaat uit poriën die niet bijdragen aan transport. In geologische context wordt vaak gesproken van effectieve porositeit, dat de porositeit betreft die daadwerkelijk vloeistoftransport mogelijk maakt via verbonden poriën.

Meting en evaluatie doen zich voor met diverse technieken. Archimedes-principe wordt gebruikt om het volume van holtes te bepalen via verdringing, helium pycnometry meet het kerngrootvolume van de korrels zonder poriën te vullen, en mercury intrusion porosimetry levert informatie over de grootteverdeling van poriën. Moderne beeldvorming zoals micro-CT-scans levert 3D-beelden van het poreuze netwerk. Gasadsorptie (BET) geeft aanvullende inzichten in microporositeit.

Factoren die porositeit bepalen zijn onder meer de samenstelling en structuur van het materiaal, korrelgrootte en sortering, cementatie of lithologische transformaties, en diagenese of verouderingsprocessen. Veranderingen in porositeit treden op door sedimentatie, verwering, oplosging of krimp/uitzetting onder druk en temperatuur.

Porositeit is cruciaal in talrijke velden: hydrogeologie en watervoorziening, petroleum en reservoir-technologie, bouwkunde (beton en andere poreuze materialen), keramiek en catalyse. Porositeit bepaalt samen met poreuze structuur en connectiviteit de mate van transport; alleen porositeit zegt niets over permeabiliteit, die ook sterk afhangt van porie-connectiviteit en -grootte. Kozeny-Creny en andere modellen geven verbanden tussen porositeit en permeabiliteit.