Moisture expansion as a deterioration factor for sandstone used in buildings

The expansion processes that develop in building stones upon changes of moisture content may be an important contributing factor for their deteriorations. Until recently, few data could be found in the literature concerning this parameter and weathering processes. Moreover, the processes that may be responsible for the moisture related expansion of natural building stones are not yet completely understood. To further elucidate this process, extensive mineralogical, petrophysical and fabric investigations were performed on eight German sandstones in order to obtain more information regarding the weathering process and its dependence on the rock fabric. The analysed sandstones show a wide range of pore size distributions and porosities. A positive correlation with the fabric and the pore space can be found for all studied petrophysical parameters. The intensity of the expansion and related swelling pressure cannot be attributed only to the swelling of clay minerals. The investigations suggest that the micropores and the resulting disjoining pressure during wet/dry cycles also play an important role. The results obtained suggest that the mechanism is related to the presence of liquid water within the porous material

Strukturgeologische Studien als Beitrag zum Erfolg tiefengeothermischer Projekte

Bei der tiefen Geothermie werden zur Schaffung eines künstlichen geothermischen Reservoirs unterirdische Wärmetauscher erzeugt. Zur Wärme- und Stromerzeugung wird dann wiederholt Wasser in den Untergrund verpresst, welches erhitzt und wieder gefördert wird. Dafür werden im Allgemeinen Systeme aus Injektions- und Förderbohrungen (‚Dubletten‘) von 2–5km Tiefe verwendet, um die erforderlichen Temperaturen zu erreichen. Der kritische Parameter für die wirtschaftliche Nutzbarkeit geothermischer Reservoire (‚Erfolg‘) ist jedoch eine nötige hohe Permeabilität. In den meisten Reservoiren müssen zu niedrige natürliche Permeabilitäten — oder zu kleine Wärmeaustauschflächen — durch die Öffnung bzw. Scherung vorhandener Brüche oder die Erzeugung künstlicher hydraulischer Brüche erhöht werden (‚Reservoirstimulation‘). Um Stimulationen erfolgreich durchzuführen, müssen dabei das vorhandene Bruchsystem und das gegenwärtige Spannungsfeld möglichst genau bekannt sein. Dafür sind strukturgeologische Studien von besonderer Bedeutung (vgl. Philipp et al. 2005)...conferenc