Суспензии тиксотропные

Жидкой фазой суопензии обычно является ньютоновская жидкость, которая соответствует закону внутреннего трения Ньютона, причем напряжение внутреннего трения, возникающее между слоями жидкости при ее течении, пропорционально градиенту скорости по нормали к направлению течения. На практике встречаются суспензии, жидкая фаза которых отличается аномальными свойствами и относится к неньютоновским жидкостям. Свойства последних разнообразны и характеризуются названиями пластичных, псевдопластичных, дилатантных, тиксотропных, вязкоупругих жидкостей. [c.55]

Примером пластичного тела является глина. Тиксотропные свойства проявляются в суспензиях глин (главным образом бентонитовых и каолиновых), а также в почвах. Так, способность некоторых грунтов размягчаться под влиянием производимого на них механического воздействия обусловлена их тиксотропностью (такие грунты называются плывунами). Плывуны, разжижаясь под действием гидростатического и гидродинамического давления грунтовой воды, заполняют выработанное пространство, чем затрудняют строительные и горные работы. [c.369]

Реологическая кривая у (т) реальной тиксотропной системы может быть более сложной и содержать ряд различных участков (стадий). Так, 6 %-ная (по весу) суспензия бентонитовой глины обнаруживает при наименьших значениях т механически обратимое упругое последействие в практически неразрушенной структуре (рис. 5, стадия I) затем — медленное вязкопластическое течение ( ползучесть по Шведову — II) далее — бингамовское течение в энергично разрушаемой структуре (III) и наконец, эйнштейновское течение в полностью разрушенной структуре (IV). [c.312]

Тиксотропия имеет большое значение как в промышленности, так и в окружающей природе. Например, при бурении нефтяных скважин для предотвращения гелеобразования в промывную воду вводят специальные добавки, образующие с глиной тиксотропные системы, которые при движении инструмента остаются текучими. Краски и белила также должны быть тиксотропными оставаться текучими при нанесении и быстро схватываться после покраски. Катастрофические провалы на некоторых песчаных грунтах, пропитанных подпочвенной водой (зыбучие пески), также объясняются тиксотропией суспензий они остаются неподвижными до нарушения их покоя и приобретают текучесть при механическом воздействии на них. По этой же причине строительные растворы доставляют на стройку в специальных машинах, снабженных перемешивающим устройством, предупреждающим преждевременное схватывание раствора при перевозках же на необорудованных машинах необходимо создавать условия постоянного движения в системе. Высококонцентрированные гелеобразные суспензии стареют (возникает синерезис, см. разд. VI.19). [c.294]

Работа 34. Построение реологических кривых течения тиксотропных суспензии [c.173]

Частицы суспензий, как и частицы золей, могут иметь двойной электрический слой и сольватную оболочку, поэтому они обладают тиксотропными свойствами (например, глинистый раствор), т. е. при определенных условиях могут желатинироваться, а при механических воздействиях снова превращаться в золь. [c.58]

Явление тиксотропии. Некоторые гели обладают способностью обратимо разжижаться при механических воздействиях — встряхивании, перемешивании, вибрировании и др. например, при встряхивании гель разжижается и превращается в золь, который в спокойном состоянии вновь переходит в гель. Подобные превращения могут быть повторены несколько раз. Это явление получило название тиксотропии. Оно используется в процессах вибрирования бетона при его твердении. Этим же объясняется уменьшение несущей способности илистых грунтов, происходящее иногда при действии на них вибрирующей нагрузки. Явление тиксотропии наблюдается не только в гелях, но и в высокодисперсных суспензиях, например в суспензиях бентонитовых глин. Пластинчатая или вытянутая форма частиц и высокая степень дисперсности благоприятствуют приобретению системой тиксотропных свойств. [c.23]

Считая l => 10%, Pi 3 г см , находим для тиксотропно структурированной 10%-ной суспензии бентонита в воде при Т = 300° К [c.190]

Тиксотропные свойства глинистых растворов (глинистых суспензий) широко используются в технике бурения. Размешивание таких суспензий при нагнетании в скважину делает их текучими. Попадая в стенки скважин, суспензия затвердевает , т. е. превращается в структурированную систему, в результате происходит глинизация скважин, что предупреждает осыпание стенок скважин и обвалы. Кроме того, глинистый раствор затвердевает и удерживает во взвешенном состоянии частицы раздробленных пород. Применение воды вместо глинистого раствора привело бы к оседанию частиц и к прихвату бура. [c.369]

Тиксотропные процессы наблюдаются на золях гидратов окисей железа, алюминия, хрома, пятиокиси ванадия, у слабых растворов желатина и вискозы, на суспензиях бентонита, каолина и почвы. Однако явление тиксотропии наблюдается в относительно узкой области концентраций золей и растворов, а также электролитов-коагуляторов. Тиксотропия нарушается при развитии в системе процессов структурирования (за счет сил главных валентностей) и синерезиса. [c.233]

Тиксотропия представляет собой обратимый переход золь гель, протекающий при механическом воздействии. Примером тиксотропной системы может служить суспензия бентонитовой глины. При концентрациях дисперсной фазы >10% суспензия полностью утрачивает текучесть, застывает и приобретает упругие свойства, деформируясь вполне обратимо при небольших нагрузках. Однако после встряхивания ее, например в мерном цилиндре, она полностью разжижается. Если оставить суспензию в покое, она через некоторое время 6, называемое тиксотропным периодом, становится вновь твердообразной. [c.281]

Структуры бывают коагуляционные и конденсационные (кристаллизационные). Первые образуются за счет слабых водородных связей или сил Ван-дер-Ваальса, легко разрушаются при механических воздействиях и через некоторое время могут самопроизвольно восстановиться. Это явление получило название тиксотропии. Примером тиксо-тропных систем могут служить золи Ре(ОН)з и УаОб, суспензии бентонитовых глин, минеральные краски, растворы некоторых полуколлоидных и высокомолекулярных соединений и др. Тиксотропные системы обычно проявляют пластичные свойства. [c.45]

Тиксотропные свойства могут иметь не только коллоидные системы. Некоторые концентрированные суспензии, эмульсии, растворы высокомолекулярных соединений также тиксотропны. Тиксотропия часто проявляется в природе. Так, грунты, в обычных условиях достаточно твердые, легко разжижаются при вибрациях или ударах. Тиксотропными свойствами почвы объясняются оползни. [c.209]

В технике часто используют тиксотропные свойства суспензии. Масляные краски — суспензии минерального пигмента в олифе — должны быть тиксотропными. При перемешивании они должны разжижаться и после нанесения краски на поверхность быстро загустевать. [c.209]

Вследствие выраженной склонности бентонитовой глины к структурообразованию ее суспензии обладают высокой вязкостью и неньютоновскими свойствами - пластичностью, тиксотропно-стью. Бентониту, как и другим минералам группы монтмориллонита, свойственно глубокое несовершенство кристаллической структуры. Это приводит к неравномерному распределению заряда по поверхности частиц и обусловливает склонность бентонита к образованию коагуляционных контактов и структурообразованию, высокую сорбционную активность. Благодаря этим свойствам суспензии бентонита широко используют в нефтяной промышленности, например, в качестве буровых жидкостей. [c.61]

При перемешивании структурированная суспензия может превратиться в неструктурированную, т. е. состоящую из отдельных несвязанных одна с другой частиц. Обратимое изотермическое разрушение и восстановление связей между частицами в структурированной дисперсной системе получило название тиксотропии, а сами дисперсные системы с такими свойствами — тиксотропными. Структурированное состояние является характерным для подавляющего числа технических суспензий. [c.146]

Тиксотропные свойства можно обнаружить у некоторых растворов или расплавов высокополимеров, буровых шламов нефтяных скважин, а также у многих пищевых продуктов и красок. Реопектические жидкости встречаются сравнительно редко, хотя, например, суспензии бентонитовой глины, взвеси гипса и разбавленные суспензии олеата аммония проявляют свои реопектические свойства при умеренных значениях скоростей сдвига [5, 29, 53, 59]. [c.416]

Сущность ее в объединении нескольких разнородных структурных образований. Структуры глинистых суспензий могут, например, усиливаться за счет структурообразования в растворах добавляемых реагентов. Как известно, многие из них (КМЦ, гипан и др.) по мере повышения концентрации обнаруживают все большие отклонения от ньютоновского характера течения. Образование тиксотропных структур в гуматных реагентах изучалось в лаборатории П. А. Ребиндера. Эти структуры вызывают загущение буровых растворов, особенно при переобработке реагентами. [c.87]

Уже на этой стадии начинает развиваться стационарный процесс ползучести, характеризующийся разрывом наиболее слабых коагуляционных связей. При столь малых скоростях большинство из них успевает тиксотропно восстановиться, вследствие чего в упругой области деформация ползучести неизмеримо мала. У малоконцентрированных бентонитовых суспензий даже за сутки при напряжениях, не превышающих предела упругости, не натекает заметной деформации [34]. При более высоких напряжениях О Тк), в связи с началом 230 [c.228]

Рис. 45. Кинетика тиксотропного упрочнения структур в бентонитовых суспензиях разной концентрации.

Имеется заметная корреляция между асимметрией частиц и их способностью к тиксотропии. Чем более асимметричны частицы, тем более вероятно, что данное вещество обладает заметной тиксотропией. Фрейндлих, однако, нашел, что сланец из Золнгофена с симметричными частицами образует в воде тиксотропную систему. Вода не необходима для тиксотропии, так как некоторые суспензии тиксотропны и в неводной среде. Например, меркаптобензотиазол в таких жидкостях, как бензол, толуол и бензил, образует тиксотропные системы. Размер частиц является несущественным, если он ниже 5 р. Частицы больше 5д не будут образовывать тиксотроп-ных систем. [c.390]

Глинистые минералы составляют группу слоистых и слоистоленточных силикатов, Кристаллы которых имеют более или менее строго выраженную трехмерную структуру и размеры не более 10 мк. Они характеризуются гидрофильной поверхностью, способностью к сорбции и ионному обмену и образуют в концентрированных и разбавленных суспензиях тиксотропные коагуляционные структуры [1—3]. [c.5]

Динамический фильтр. Этот фильтр состоит из вращающихся и неподвижных дисков, попеременно расположенных так, что между ними имеются узкие каналы [4, с. 154]. Суапензия под давлением, создаваемым насосом,. протекает по каналам, в результате чего внутрь дисков проникает фильтрат, а суспензия постепенно сгущается. Как и в предыдущем фильтре, в данном случае основная часть образующегося осадка непрерывно перемещается, а на поверхности дисков сохраняется тонкий слой осадка. Фильтрат удаляется из вращающихся и неподвижных дисков соответственно через полый вал и коллекторный трубопровод. Производительность фильтра зависит от скорости вращения, давления и расстояния между вращающимися и неподвижными дисками. Получаемая на фильтре сгущенная суспензия нередко обладает вязкопластичными или тиксотропными свойствами. Сопротивление при фильтровании в основном является суммой сопротивлений фильтровальной перегородки и находящегося на ней упомянутого выше тонкого слоя осадка. В предположении, что перегородка с проникшими в нее частицами имеет такой же показатель сжимаемости, как и осадок, приведено соотношение где Wi — скорость фильтрования при АР=1. Сравнительные опыты показывают уменьшение влажности осадка и значительное увеличение удельной производительности по сухому осадку для динамического фильтра по отношению к фильтрпрессу. [c.54]

При вводе ультрадисперсных оксидов металлов в водную суспензию на основе талюма или талюм-гипсовой смеси в период вязкопластичного состояния во время приготовления исходной композиции катализаторного покрытия прочность контакта между оксидами металлов и цементом обеспечивается вандерваальсовской и водородной связями. При этом образуется тиксотропная коагуляционная структура с повышенным уровнем сцепления частиц [108]. Можно полагать, что оксиды металлов ультрадисперсных систем ведут себя в водной суспензии катализаторного покрытия аналогично песку (оксид кремния) в строительных цементных растворах. В анализируемых экспериментах наибольшая механическая прочность катализаторных покрытий наблюдалась при соотношении та-люм-УДП, равном 1 (2-3). Необходимо отметить, что в нашей стране растворная цементная смесь в строительстве изготавливается из одной ма ссовой части цемента и трех массовых частей стандартного кварцевого песка, в США при определении механической прочности образцов бетона при сжатии применяют раствор состава (цемент - песок) 1 2,75, а II Японии при определении сжатия и изгиба - раствор состава 1 2 [109]. [c.139]

Тпксотропия — явление довольно распространенное. Оно наблюдается в золях V2O5, WO3, РегОз, в различных суспензиях бентонита, в растворах вируса табачной мозаики, миозина. Причем тиксот-ропныегели легче всего образуются у золей, обладающих асимметричным строением частиц (например, палочкообразной формы). Тиксотропные структуры возникают лишь при определенных концентрациях коллоидных частиц и электролитов. Для обратимого (тиксотропного) застудневания требуется определенное значение дзета-потенциала, лежащее выше критического. В этом случае заряд коллоидных частиц хотя и понижен, но не в такой степени, что- бы начался процесс коагуляции. В этих условиях уже становятся заметными силы взаимодействия между отдельными частицами дис- персной фазы, они образуют своеобразную сетку, каркас. При сильном встряхивании связь между частицами дисперсной фазы нарушается — тиксотропный гель переходит в золь. В состоянии покоя связи в результате соударения частиц при броуновском движении восстанавливаются, золь вновь переходит в тиксотропный гель и т. д. [c.379]

Следует отметить, что учет образования и распада агрегатов и его ускорения в градиентном потоке, как было показано уже давно Гудивом, Жиллепси и др., позволяет объяснить реологическое поведение тиксотропных суспензии, о чем будет сказано в гл. X. [c.268]

ТИКСОТРОПИЯ — способность некоторых дисперсных систем обратимо разжижаться при достаточно интенсивных механических воздействиях и отвердевать при пребывании в покое. Т.— характерное свойство коагуляционных структур, т. е. пространственных сеток, образованных твердыми частицами, соприкасающимися лншь в отдельных точках через тончайшие прослойки воды. Примерами типичных тиксотропных структур являются системы, образующиеся при коагуляции водных коллоидных дисперсий гидроксидов железа и алюминия, пентоксида ванадия, суспензий бентонитовой глины, каолина и др. Т. дисперсных систем имеет большое практическое значение. Этими свойствами должны обладать консистентные смазки, лакокрасочные материалы, керамические массы, промывные растворы, применяемые при бурении скважин, многие пищевые продукты. [c.249]

Путем образования коагуляционных структур, возникающих под действием молекулярных (вандерваальсовых) сил сцепления коллоидных частичек, участвующих в интенсивном броуновском движении, и более крупных частичек, взвешенных в жидкой среде суспензии или коллоидного раствора. Такие структуры обладают сравнительно с кристаллизационными малой прочностью, пониженной остаточными тонкими прослойками жидкой среды в местах контакта между сцепляющимися твердыми частичками. Вместе с тем коагуляционные структуры обладают тиксотропными свойствами, т. е. способны к обратимому восстановлению после механического разрушения. [c.184]

Роль тиксотропных дисперсных систем в технике и в природг исключительно велика. Приведем лишь некоторые примеры, Тиксотропные свойства бентонитовых глин обусловливают применение глинистых суспензий как основного компонента буровых промывочных растворов в нефтедобывающей промышленности. При работе бура такие растворы ведут себя как типичные жидкости поток бурового раствора, нагнетаемого в скважину, выносит на поверхность частицы (грубодисперсные) выбуренной породы. При остановке бура (например, в случае необходимости удлинения труб) возникает опасность быстрого оседания — седиментации выбуренной породы и в результате — заклинивания бура, т. е. серьезной аварии. Тиксотропные свойства высокодисперсной глинистой суспензии обеспечивают возникновение коагуляционной структуры, удерживающей в своей сетке частицы породы и тем самым препятствующей их оседанию. При возобновлении работы бура коагуляционная структура глинистых частиц легко разрушается, и система снова приобретает жидкообразные свойства. Вместе с тем учет тиксотропных свойств грунтов, особенно оводненных глинистых грунтов, чрезвычайно важен при разработке технических условий и осуществлении строительства зданий, мостов, при прокладке дорог. [c.331]

Для глинистых суспензий достаточно широко изучены вопросы стабилизации добавками ПАВ. Общие представлении о воздействии ПАВ на тиксотропно-структурированные системы приведены в [56]. Считается, что небольшие добавки ПАВ-стабилизаторов производят экранирующее действие на центры коагуляции. Этот эффект, возникающий за счет структурированых адсорбционных слоев, растет с увеличением концентрации ПАВ и проявляется в резком снижении прочности сетки и, как следствие, максимальной вязкости, так как нарушается коагуляционный контакт. [c.44]

Большое значение для буровых растворов имеют коагуляционные структуры, которые по прочности могут приближаться к конденсационным, но отличаются от них обратимостью. Псевдоконденса-ционной структурой обладают сухая глина, размокшие, но еще не перешедшие в раствор выбуренные обломки, глинистые породы, слагающие стенки скважины, в том числе увлажненные отфильтро-вавшейся жидкостью и т. п. Переход к псевдоконденсационным структурам вызван концентрированием суспензии (например, путем добавок глины или удаления дисперсионной среды — фильтрованием, высушиванием и т. и.). Внешне это выглядит как загустевание и сопровождается упрочнением коагуляционных структур. Постепенно при этом утрачиваются тиксотропные свойства. Само понятие тиксо-тронии в подобных высококонцентрированных системах теряет смысл иЗ За немедленного восстановления структуры, практически параллельно с ее разрушением. По мере повышения концентрации теряются эластичность вследствие стеснения пространственной ориентировки и пластичность из-за потери подвижности. В какой-то мере эти изменения передаются известными эмпирическими критериями Аттерберга. Наибольшая прочность структур достигается при высушивании, когда контакты между частицами становятся непосред- [c.86]

Еще Г. Фрейндлих отмечал особую чувствительность тиксотропных золей к примесям. Восемнадцатичасовой контакт золгя окиси железа с серебряной пластинкой сократил период тиксотропного застывания приблизительно в 30 раз. Большое влияние оказывает на это характер среды. Снижение pH золей окиси железа с 3,86 до 3,11 увеличило время застывания с 82 до 9000 с. Причину усиления тиксотропии мы видим в поверхностном растворении металла и ионном обмене. В пределах диффузного слоя накапливаются перешедшие в раствор ионы, вызывающие ортокинетическую коагуляцию и упрочнение пограничных слоев. Проверка этих представлений при измерениях прочности структур методом тангенциального смещения пластинки показала, что при платиновой пластинке прочность минимальна — 448 дин/см , при переходе к медной пластинке увеличивается до 559 дин/см , а с алюминиевой — до 736 дин/см и более. Аналогичный механизм имеют и,другие случаи взаимодействия глин с металлическими поверхностями. При этом на них образуются характерные коагуляционные сгустки, иногда окрашенные, например, у поверхности раздела с железом. Пластинки, извлеченные из суспензии, покрыты налипшим глинистым слоем, тем большим, чем выше электролитическая активность металла и чем длительнее пребывание их в суспензии. Особенно сильно налипание на алюминии. В слабощелочных суспензиях алюминиевые пластинки в результате обрастания коагулированной глиной приобретают шарообразную форму. [c.245]

Однако автоколебания в глинистых суспензиях, связанные с, наличием упругих деформаций структуры, тиксотропией и с особенностями пластично-вязкого течения, более трудны для интерпретации чем случай сухого трения. Механизм автоколебаний, возникающих в структурированных системах, при реологичеи их измерениях с упругим динамометром (нить ротационного вискозиметра, пружина прибора Вейлера — Ребиндера и др.), видимо, может быть передан такой схемой. Измерительный элемент прибора (пластинка, внутренний цилиндр) передвигается с деформируемым объемом, пока прилагаемые напряжения не превзойдут суммарной прочности связей на наиболее напряженной поверхности вблизи от измерительного элемента. Деформация достигает при этом критической величины, и связи удерживающие измерительный элемент, скачкообразно разрываются. Оставшиеся неуравновешенными упругие силы динамометра возвращают измерительный элемент. В результате инерции обратное перемещение и сокращёние пружины происходит на большую величину чем это обусловлено сопротивлением структурно-вязкого течения. Поэтому при дальнейшем деформировании измерительный элемент вновь изменяет направление движения и начинает двигаться вместе с поверхностью сдвига. За это время успевают тиксотропно [c.249]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология