Accurate values of thermal properties of rocks are needed for a number of engineering applications starting from heat losses in buildings to underground geothermal modeling. Igneous rocks are one of the major constituents of the Earth’s crust and are formed by the crystallization and solidification of molten magma. In this work, the thermal transport properties of porous igneous basalt rocks are measured using Transient Plane Source (TPS) technique under ambient conditions with air as saturant in pore spaces. Data are presented for fifteen samples of volcanic basalt rocks having different porosity values ranging from 0.267% to 9.432% by volume, taken from the place of Warsak near Peshawar city, located in the north of Pakistan. The porosity and density parameters are measured using the American Society of Testing and Materials (ASTM) standards. The mineral compositions of the samples are analyzed by X-ray fluorescence (XRF) technique. The specific gravity is predicted using the chemical composition of basalts and is compared with the experimental results. The thermal conductivity and thermal diffusivity values of the measured samples are also predicted using the mixing law and empirical models and results are compared with the measured data. Results show that the thermal conductivity of the studies of basalt samples decreases with the increase in porosity values, whereas no significant change has been observed in the thermal diffusivity data. Measured data are significant for geothermal modeling and in predicting heat losses in buildings wherever basalt rocks are used.

中文翻译：

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华沙地区火山岩玄武岩热导率的测量与预测

从建筑物的热损失到地下地热模型，许多工程应用都需要准确的岩石热特性值。火成岩是地壳的主要成分之一，由熔融岩浆的结晶和凝固形成。在这项工作中，使用瞬态平面源（TPS）技术在环境条件下以孔隙空间中的空气为饱和剂，测量了多孔火成岩玄武岩的热传输特性。数据是从巴基斯坦北部白沙瓦市附近的瓦尔萨克（Warsak）地点取的15个火山岩玄武岩样品的数据，这些岩石的孔隙度值范围从0.267％到9.432％。孔隙率和密度参数使用美国材料试验学会（ASTM）标准进行测量。样品的矿物成分通过X射线荧光（XRF）技术进行分析。使用玄武岩的化学成分预测比重，并将其与实验结果进行比较。还使用混合定律和经验模型预测了被测样品的热导率和热扩散率值，并将结果与​​被测数据进行了比较。结果表明，玄武岩样品的热导率随孔隙率值的增加而降低，而热扩散率数据未见明显变化。实测数据对于地热建模以及预测使用玄武岩的建筑物中的热损失均具有重要意义。使用玄武岩的化学成分预测比重，并将其与实验结果进行比较。还使用混合定律和经验模型预测了被测样品的热导率和热扩散率值，并将结果与​​被测数据进行了比较。结果表明，玄武岩样品的热导率随孔隙率值的增加而降低，而热扩散率数据未见明显变化。实测数据对于地热建模以及预测使用玄武岩的建筑物中的热损失均具有重要意义。使用玄武岩的化学成分预测比重，并将其与实验结果进行比较。还使用混合定律和经验模型预测了被测样品的热导率和热扩散率值，并将结果与​​被测数据进行了比较。结果表明，玄武岩样品的热导率随孔隙率值的增加而降低，而热扩散率数据未见明显变化。实测数据对于地热建模以及预测使用玄武岩的建筑物中的热损失均具有重要意义。还使用混合定律和经验模型预测了被测样品的热导率和热扩散率值，并将结果与​​被测数据进行了比较。结果表明，玄武岩样品的热导率随孔隙率值的增加而降低，而热扩散率数据未见明显变化。实测数据对于地热建模以及预测使用玄武岩的建筑物中的热损失均具有重要意义。还使用混合定律和经验模型预测了被测样品的热导率和热扩散率值，并将结果与​​被测数据进行了比较。结果表明，玄武岩样品的热导率随孔隙率值的增加而降低，而热扩散率数据未见明显变化。实测数据对于地热建模以及预测使用玄武岩的建筑物中的热损失均具有重要意义。