Система глина—вода

Взаимодействие воды с сухой глиной начинается со смачивания ее поверхности. Процесс смачивания поверхности частиц протекает с выделением тепла и сопровождается уменьщением суммарного объема системы глина—вода, т. е. контракцией. Контракция происходит вследствие увеличения плотности адсорбированной воды, молекулы которой упорядочены силовым полем поверхности. По мере утолщения слоя адсорбированной воды ее свойства приближаются к свойствам свободной воды и контракция системы исчезает. [c.63]

Природная глина является продуктом коагуляции, проходящей в геологическом масштабе. В глинистых суспензиях коагуляция в различных ее формах также является доминирующим состоянием. Соответственно все процессы приготовления, обработки и применения буровых растворов направлены по пути ослабления коагуляции (пептизация и разбавление), ее сдерживания или предотвращения (стабилизация, коллоидная защита), регулирования (ингибирование) или усиления (электролитная, температурная агрессия, концентрационное загущение). Эти изменения смещают равновесие в сторону усиления или ослабления связей между глинистыми агрегатами, влияют на их лиофильность и дисперсность. В результате устанавливаются промежуточные равновесные состояния, которые и определяют технологические показатели буровых растворов. Таким образом, все протекающие в них изменения являются различными формами единого коагуляционного процесса, управляемого общими. закономерностями системы глина — вода, в которой этот процесс реализуется, и его физико-химическим механизмом. Проявлением этого механизма является модифицирование твердой фазы путем поверхностных реакций замещения и присоединения, включающих в себя гидратацию, ионный обмен и необменные реакции. Такого рода модифицирование, осуществляемое обработкой химическими реагентами, определяет уровень лиофильности системы, сдвигая его в должном направлении. При этом получают развитие факторы, влияющие на дисперсность, — набухание, пептизация или, наоборот, структурообразование и агрегирование. [c.58]

Каким образом взаимодействие воды с поверхностью глинистых минералов определяет характерные свойства материалов в системе глина —вода [c.186]

Здесь почти нет возможности дать обзор обширного экспериментального материала по явлениям обмена основаниями и адсорбции в естественных системах глина — вода . Однако можно рассмотреть те точки зрения, которые близко касаются вопросов, связанных с более общими проявлениями характера глин как коллоидных электролитов и с геохимическими проблемами специфического обогащения некоторыми элементами осадочных пород. В 285 и ниже (настоящая глава А. III) уже был описан очень важный процесс закрепления некоторых катионов, особенно калия, на глинах. [c.332]

В ряду обменных реакций глин значительно менее изучен анионный обмен. Значение его не только в том, что анионный обменный комплекс сказывается на поведении системы глина — вода и что в зависимости от аниона по-разному протекает поглощение катионов, но и в особой важности анионного обмена для практики химической обработки. [c.64]

КОЛЛОИДНЫЕ СВОЙСТВА СИСТЕМЫ ГЛИНА — ВОДА [c.183]

В системе глина — вода возможно взаимодействие воды с твердой фазой. В гидрофобных суспензиях, дающих компактную коагуляцию с образованием крупных агрегатов, количество иммобилизованной воды сравнительно невелико. При переходе к более гидрофильным дисперсным фазам оно увеличивается вследствие резкого роста числа частичек от компактной коагуляции к сплошной коагуляционной структуре геля. [c.237]

Рис. 13. Зависимость внешнего давления от величины Д V системы глина — вода

СИСТЕМЫ ГЛИНА —ВОДА [c.312]

Система глина—вода [c.26]

Вследствие поверхностной диссоциации глинистых частиц, а также растворения солей, нередко находящихся в породе между норовой водой (прочно-, рыхлосвязанной и свободной), а также водой, взаимодействующей с глиной, возникают градиенты концентраций, которые вводят в процесс гидратации осмотические силы. Изменению химической обстановки в системе глина—вода способствуют также диффузионные перетоки воды и ионов, особенно ирн достаточных размерах поровых каналов. [c.63]

Соответственно существуют различные подходы к классификации форм связи воды с глиной, описанные в монографии Ф. Д. Овча-ренко [39]. Как показал П. А. Ребиндер, единственным обоснованным критерием является при этом энергия связи [46]. Однако в системе глина — вода применение его осложнено тем, что энергетически равноценные связи могут быть вызваны различными силами и локализованы на разных участках поверхности, иной раз трудно доступных. Поэтому гидратация и обезвоживание связаны со структурными факторами и топографией силовых полей. [c.26]

Энергетическая ненасыщенность поверхностных молекул глинистых частичек обусловливает интенсивное притяжение молекул дисперсионной среды. Образование мономолекулярного слоя сопровождается выделением основного количества теплоты, и только ее небольшая часть приходится на последующие слои. Такой слой на поверхности глинистых частичек возникает благодаря прочной водородной связи, но не исключается и наличие полислоев. Однако только вода мономолекулярного слоя, по-видимому, имеет измененные свойства и удерживается особенно прочно. Вода полимолекулярных слоев мало отличается от обычной несвязанной, хотя на физико-химические свойства системы глина — вода и она оказывает значительное влияние. [c.103]

Содержание ионов в системах глина — вода полная адсорбционная емкость [c.324]

Структурно-механические критерии определены для масс строительной керамики, каолинов и фарфоровых масс, а также для буровых промывочных жидкостей. Установив структурно-механический тип глины и сопоставив ее характеристики с критериями заданного технологического процесса, можно решить, какие изменения должны быть внесены в процесс структурообразования паст и суспензий этой глины и какими методами следует регулировать ее технологические свойства. Наиболее эффективными методами регулирования свойства структур в системе глина — вода являются введение малых количеств электролитов, поверхностно-активных веществ или защитных коллоидов, составление шихт и механическая обработка. [c.22]

Электрокинетическим явлениям в системе глина — вода придается в настоящее время большое значение при объяснении вопросов взаимодействия глины с водой. [c.12]

Все свойства, определяющие поведение буровых растворов, так или иначе связаны с физико-химическими закономерностями системы глина — вода. К этим свойствам относятся кинетическая и агрегативная устойчивость суспензий, их вязкость, дисперсность, набухание, структурообразование и тиксотропия, отношение к коагуляционным воздействиям и ряд других. Поэтому особое значение имеет рассмотрение форм и интенсивности физических и физикохимических изменений системы глина — вода, в большой мере определяемых кристаллохимическими свойствами глинистых минералов, составом среды и внешними условиями. [c.26]

В нейтральных и слабощелочных средах у глинистых частиц преобладает отрицательный заряд. Вид и число адсорбированных ионов оказывает существенное влияние на свойства системы глина— вода. [c.184]

Теория напряженных мембран значительную поддержку получила в лице Шварца , изучавшего эффекты изменений поверхностного натяжения растворителя в системах глина — вода. Уменьшение поверхностного натяжения снижает также предел пластичности, а вместе с ней и максимальную механическую прочность, деформацию и обрабатываемость пластической системы. Добавляемым органическим поверхностно- [c.319]

Состояние коагуляции является, как указывалось, основным в системе глина — вода. Высокодисперсные глинистые суспензии со свободной некомпенсированной поверхностной энергией термодинамически неравновесны. В первую очередь это обусловливает потерю агрегативной устойчивости, а во многих случаях и кинетической. Все процессы, протекающие в буровых растворах, так или [c.81]

Слоисто-ленточная структура палыгорскита, его высокая дисперсность и гидрофильность определяют большую прочность фиксации частичек игольчатой формы и значительную устойчивость системы глина — вода. Глинистые суспензии Mg, Са-палыгорскит-монтморил-лонитовой глины имеют наиболее высокие коэффициенты устойчивости (Ку > 2) и условный модуль деформации (табл. 18). Они развивают весьма большие быстрые эластические (41—69%) и малые пла- [c.246]

СИСТЕМЫ ГЛИНА-ВОДА [c.313]

Кроме этого, в нашем случае играют немаловажную роль факторы, связанные со специфическим поведением глинистых частиц в системе глина — вода [1]. При вытеснении с поверхности, например, ионов алюминия и заменой их ионами бутиламмония возможно разрушение вторичных частиц [c.11]

Основным фактором оценки свойств системы глина — вода служит твердость водной пленки, образующейся на поверхности глинистых частиц. Грим и Катберт наблюдали, что переход полностью твердой воды в адсорбируемом слое в жидкую воду сопровождается особенно большими изменениями этих свойств. Индивидуальные черты различных глинистых минералов и обменные ионы (см. А. III, 275 и ниже) также имеют некоторое влияние на стабилизацию воды. Реакция между каолином и галлуазитом с водой требует особенно длительного времени. Должно пройти некоторое время после смешивания данной керамической глины, прежде чем полностью разовьются пластичные или связывающие свойства. Однако в монтмориллонитовых глинах вода сразу же сорбируется всеми имеющимися поверхностями, но и здесь природа адсорбируемых катионов, например натрия или кальция (см. А. III, 291), играет важную роль в поведении глин, как это-видно по диагенезу соответствующих осадков. В природе иллитовые или гидрослюдистые осадки имеют тенденцию к развитию типичных слоистых текстур. [c.318]

Чтобы понять ионный баланс всякой естественной или исследуемой в лаборатории системы глина — вода, следует учитывать два основных фактора поведение системы как коллоидного электролита, т. е. как слабой кислоты с определенными солями металлов, и ее реакции обмена основаниями, представляющие результат взаимодействий ионов на граничных поверхностях, т. е. в двойных слоях, о которых говорилось выше. Оба эти фактора освещены весьма обширным экспериментальным материалом, который трудно классифицировать, так как во всех тщательно разработашых гипо- [c.324]

Особенности поведения системы глина — вода зависят от соотношения свободной и связанной воды. На начальных стадиях гидратации возникают структуры, по прочности приближающиеся к конденсационным, но обратимые (псевдоконденсационные). На этих стадиях интенсифицируется набухание и проявляется пластичность глинистых паст. При последующем оводнении, по мере перехода от паст к суспензиям, усиливается пептизация, прочность коагуляционных структур надает, и система приобретает значительную подвижность. Дальнейшее разбавление сонрово/кдается снижением роли твердой фазы и связанной с ней воды. Свойства системы при этом приближаются к свойствам дисперсионной среды. [c.26]

Связывание воды в процессе образования системы глина — вода зависит от особенностей как твердой поверхности, так и жидкой фазы. Г. Стюарт указал на существование в капельно-жидкой воде элементов упорядоченности, носящей флуктуационный характер (циботаксические группы). Д. Бернал и А. Фаулер нашли, что эти комплексы имеют кристаллическую природу, обусловлены водородными связями между отдельными диполями и распространяются [c.26]

Большое значение имеют прочные, практически необменные, замеш епия в поглощенном комплексе глин на органические катионы или соединения, обладающие основными свойствами. Таковыми являются различные амины, алкалоиды, белки и основные органические красители. Аминирование приводит к коренному изменению природы глины, ее гидрофобизации, разрушению системы глина — вода и возникновению новой системы аминированный (органофиль-ный) бентонит — неполярные (органические) растворители. В этой области проведено много исследований [9, 28]. [c.67]

Серб-Сербина H.H. Физико-химические основы управления механическими свойствами структур в системах глина — вода. — Коллоидный журнал , 1958, т. 20, Лг 5, с. 563—568. [c.271]

Показатели прочности коагуляционной структуры при наличии ПАВ в системе глина — вода меняются в зависимости от вида и концентрации добавки. Для систем глина — (К-4) — вода зависимость (Ртах) ОТ концентрэции полимерз В смеси сложная, определяется состоянием структурно-кинетических единиц полимера в адсорбционном слое с формированием под влиянием энергетического поля твердой фазы в адсорбционном слое надмолекулярной структуры, гидрофильность которых в результате усиления связи между функциональными группами макромолекул по сравнению с одиночными молекулами меньше, наблюдается снижение силы прилипания. Увеличение их происходит в области адсорбции из растворов, представляющих собой микро-гетерогенную систему, адсорбирующимися элементами которой являются надмолекулярные образования (фибриллы или их ассоциаты) раствора [22]. [c.201]

При рассмотрении влияния обменных ионов на структурно-механические свойства системы глина — вода необходимо также учитывать концентрацию дисперсной фазы. В концентрированных, и особенно в малоувлзжненных мзссах полусухого прессования, где количество воды равно максимальной адсорбционной емкости глины, обменные ионы будут оказывать наибольшее влияние на коагуляционно-тиксотропные структуры. Это подтверждается результатами структурно-механиче ского анализа полусухих масс на основе глинистых минералов [271 Между физико-химическими и структурно-механическими характери стиками паст глинистых минералов установлен ряд взаимосвязей С увеличением теплоты смачивания слоистого силиката, характеризую щей его удельную эффективную поверхность, возрастает удельный условный модуль деформации, т. е. удельная энергия связи коагуляционной структуры. С ростом теплоты смачивания разность между предельными величинами 01, г о, уменьшается. Симбатно с темпера- [c.229]

Вязкость коллоидных суспензоидов, измеренная Тредуэллом и Кёнигом как индикатор реакций полимеризации, не может быть объяснена с точки зрения элементарной гидродинамической теории течением обычной жидкости, для которой применимо уравнение Ньютона (см. А. III, ЗЗв). Когда происходит коагуляция и концентрация суспендированного вещества увеличивается, то характер течения от нормального переходит к аномальному неньютоновскому , для которого применимо видоизмененное уравнение в формулировке Бингема (см. А. III, 338). Форма и размер частиц и их различный эффективный объем в результате связ1ывания растворителя (сольватация) играет в этих условиях особую роль. Филиппов рассматривал эти реакции главным образом с целью их использования при исследовании высокомолекулярных органических веществ. В данной книге мы будем рассматривать эти вопросы в отдельной главе (см. А. III, 3 и 336—1351), посвященной системам глина — вода. [c.252]