ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Т ермодинамика и особенности набухания глин из "Элементы физико-химической механики природных пористых сред" Хорошо известно, что физико-механические и транспортные свойства (свойства, активно проявляющиеся в процессах переноса) глинистых пород часто оказываются связанными с составом норового раствора. Поэтому применение при моделировании процессов фильтрации и массопереноса в глинах тех же нринци-нов, что и для сред, не обладающих специфическими физикохимическими свойствами глин, сталкивается с трудностями. [c.57] Теоретические основы физико-химической механики глин... [c.58] Начнем моделирование физико-механических и транспортных свойств глин с последовательного изучения равновесия в системе глинистые минералы - раствор , то есть с построения термодинамической модели глии. Рассмотрим наиболее простой случай - взаимодействие раствора 1-1 электролита (папример, КаС1) и глины, обменный комплекс которой содержит те же катионы, что и раствор. [c.58] Глинистую горную породу будем рассматривать как химически инертный скелет, поры которого частично или полностью заполнены глинистыми минералами. При этом, очевидно, возможны два способа заполнения пор 1) глинистые минералы не воспринимают общее горное давление (глинистые пленки па стенках пор) 2) глинистые минералы воспринимают горное давление (поры скелета полностью заполнены глинистыми минералами). Далее более подробно скажем о схематизации структуры глинистых пород. В соответствии с этим нри моделировании свойств глинистых пород в дальнейшем нам придется отдельно рассмотреть модели без и с учетом горного давления. [c.58] ЛИМ две - [53] и [63] - из-за того влияния, которое они оказали на дальнейшие исследования по свойствам глин. [c.59] При исследовании свойств глин главной трудностью, которую должны были преодолеть исследователи (лучше всех эту трудность преодолели авторы вышеупомянутых пионерских работ), является выделение собственно глинистых минералов из глинистой породы. Дальнейшие эксперименты проводятся с уже чистыми глинистыми минералами или их суспензиями. Чем большая чистота выделения будет достигнута, тем большей достоверности результатов удастся добиться. За подробностями подготовки образцов и проведения экспериментов мы отсылаем читателя к [53] и [63]. Таким образом, ниже будем описывать равновесие в системе глинистый минерал - норовый раствор в глине, то есть между глинистыми частицами - свободный раствор (раствор в объеме, не занятом глинистыми частицами) . Это позволит нам получить зависимости состава раствора в глипе, толщины межслоевой пленки воды в глине, следовательно, и объема собственно глинистой части скелета от состава свободного раствора. В результате мы получим возможность моделировать течение в такой породе, как течение по свободной (не занятой глиной) части пор скелета плюс течение через собственно глину, на основе принципа локального равновесия (т. е. равновесия в макроточке среды). По этому же принципу в системе глинистый блок - транспортные поры можно построить модели реологических свойств и массопереноса в глинистых породах. [c.59] Теоретические основы физико-химической механики глин... [c.60] Монтмориллонит - наиболее высокодиснерсный минерал в группе смектптов и среди глинистых минералов. В контакте с водой и некоторыми органическими жидкостями он осмотически набухает. В водных настах и суспензиях идут химические реакции обмена катионов. [c.61] Специфические свойства монтмориллонита обусловлены особенностями его кристаллохимии и структуры частиц - кристаллитов и микроагрегатов. Кристаллохимическая структура моптмориллопоита исследовалась методами рентгеновского анализа, электрографии, электронной микроскопии и микродифракции, а также методами резонансной спектроскопии - ПМР, ЯГР. [c.61] Теоретические основы физико-химической механики глин... [c.62] Второй тип - координационные связи между молекулами воды и внеслоевыми катионами, ведущие к экранированию и ослаблению связей катионов с поверхностью силикатного слоя. [c.63] Третий тип - межмолекулярные водородные связи - обеспечивают формпрованпе единой сетки молекул воды в плоскости базальных поверхностей п между слоями по кристалической оси С. [c.63] Теоретические основы физико-химической механики глин... [c.64] Теоретические основы физико-химической механики глин... [c.66] Второй эксперимент был проведен в ячейке со свободным объемом в условиях приложения к глине постоянного давления, причем изменения общего объема выявлено не было. Образование структур тина раскрытого веера имело место в меньшей степени, поскольку при этом в порошках заметно снизилось капиллярное поглощенпе воды (коэффициент К=3,02). Очевидно, что в первом опыте осмотическая межкристаллитпая вода захватила всю свободную поверхность макропор, а во втором опыте этому несколько препятствовало внешнее давление. [c.67] Теоретические основы физико-химической механики глин... [c.68] Теоретические основы физико-химической механики глин... [c.70] Вернуться к основной статье