Cтраница 2
КМЦ выпускается в виде нетоксичного порошка или волокон белого, или кремового цвета с насыпной массой 600 - 800 кг / м3, истинной плотностью 1700 кг / м3, относительно медленно растворяющийся в холодной воде и значительно быстрее при добавке 1 % сульфонола от массы КМЦ. При этом КМЦ в воде набухает за счет иммобилизованной воды из раствора с образованием полиминеральной коагуляционно-тиксотропной структуры с изменением структурно-механических свойств. СП характеризует способность КМЦ снижать фильтрацию, чем она выше ( 700 - 1300), тем лучше эффективность КМЦ. СЗ характеризует растворимость КМЦ и устойчивость к солям жесткости. [16]
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. [17]
Применение радиоиндикаторных методов [1, 4] дало возможность определить неизвестное ранее содержание различных категорий слабосвязанной воды. Оценка ее содержания представляет особый интерес в малоразложившихся волокнистых торфах, так как капиллярная и иммобилизованная вода являются в них основной формой связи. В то же время при анализе коллоидно-химических свойств торфа необходимы сведения о содержании физико-химически связанной шоды. [18]
Значение коллоидной активности для суглинков 0 8, а для глин 1 0, что свидетельствует о преобладании в составе тонко дисперсной фракции мало - и среднеактивпых минералов типа гидрослюд или каолинита. Значительное содержание органического вещества, особенно его тонкодисперсной составляющей, приводит к стабилизации минеральных частиц, повышению гидрофильности пород и избыточному содержанию свободной, иммобилизованной воды. Результатом этого является высокая сжимаемость и низкая прочность этих пород. [19]
При полном развитии адсорбционных пленок и гидратных оболочек структура массы приобретает определенные механические свойства, характеризующиеся структурной прочностью. Однако процесс обработки формовочных масс в ряде случаев протекает в условиях недостаточного количества воды, что определяет неполное развитие гидратных оболочек и отсутствие некоторой части иммобилизованной воды. Это обстоятельство приводит к значительному снижению подвижности системы. В процессе же образования пено - и газомасс требуется повышенная текучесть массы. [20]
Рассматривая табл. 2, можно заметить, что в исследованных торфах преобладающей формой связи влаги является вода механического удерживания. Основная часть воды приходится на долю капиллярной - 1700 - 3800 %, в том числе 200 - 660 % воды микропор. Иммобилизованная вода представлена в основном водой внутриклеточной. Исключение составляет медиум-торф со степенью разложения R15 - 20 %, в котором имеется вода, иммобилизованная коллоидной фракцией. Содержание внутриклеточной воды составляет 95 - 330 % и зависит от количества неразложившихся растительных остатков в торфе и их ботанического-состава. Наибольшее количество внутриклеточной воды содержит медиум-торф, в котором преобладает Sph. [21]
Высокоминерализованные глинистые растворы, обработанные химреагентами ( КМЦ, крахмал, гипан, М-14, лакрис-20) применяются при бурении толщи каменной соли с пропластками неустойчивых пород ( глин) при температурах до 180 С. До температуры 100 С особых проблем при регулировании параметров не возникает, а выше - снижается вязкость фильтрата, гидрофильность, усиливается коагуляция и глобулизация глинистых частиц и макромолекул защитных полимеров, а также их высаливание и термоокислительная деструкция. Все это приводит к высвобождению иммобилизованной воды, разрушению фильтрационной корки и, как следствие, увеличению фильтрации. [22]
При изучении механизма действия реагентов типа КМЦ ( В. Г. Беньковский, В. Д. Городнов, Н. А. Зоворохина, Э. Г. Кистер и др.) установлено их слабое взаимодействие с кристалликами глины. Чаще всего эти реагенты удерживаются на поверхности кристалликов за счет не образующих циклов ионных и относительно слабых водородных и ван-дер-ваальсо-вых сил связи. Кроме того, такие реагенты в водной среде набухают и значительно увеличиваются в объеме за счет иммобилизованной воды. При этом даже весьма малые добавки приводят к изменению свойств раствора вследствие возникновения в последнем достаточно жестких и крупных образований. В результате этого в буровом растворе возникает сложная полимер-минеральная структура, обусловливающая специфическое изменение ее структурно-механических свойств. [23]
![]() |
Схема образования водородных связей при сорбции паров воды. a - закрепление воды между макромолекулами целлюлозы. б - образование мономолекулярных слоев воды. [24] |
В капиллярах древесины образуется жидкая вода в результате конденсации ее паров, обусловленной капиллярным понижением упругости пара по сравнению с окружающим воздухом, поскольку давление пара в капилляре с вогнутым мениском жидкости всегда ниже, чем над плоской поверхностью. Вода, поглощенная в результате капиллярной конденсации, образует подвижный слой на поверхности капилляра и отличается от иммобилизованной воды, поглощенной в результате полимолекулярной адсорбции на предыдущей стадии процесса. [25]
![]() |
Деформация сдвига в идеализированной ( а, б и реальной ( в, г пространственной коагуляционной структуре. [26] |
На рис. 47 схематически представлена деформация ячеек коагуляционной структуры, обусловленная взаимными поворотами частиц - пластинок без скольжения точек контактов; предполагается, что контакт является идеальным шарниром и не требует затраты работы. При этом наглядно обнаруживается соориен-тация - увеличение средней величины проекции частиц в определенном направлении. Совершенно очевидно, однако, что в такой правильной модели нет причин для существенного возрастания эффективной вязкости системы по сравнению с вязкостью дисперсионной среды - иммобилизованной воды, поскольку деформация каждой ячейки протекает путем такого же однородного сдвига, как и всей системы в целом. [27]
Что касается последних, то торф имеет невысокий электрокинетический потенциал [6], а частица торфа, по-видимому, не имеет сплошного диффузионного слоя. Отрицательный заряд торфяных ассоциатов мозаичен, дискретен и размещен как на внешнем контуре, так и внутри влагонасыщенной частицы. Связано это с тем, что сама частица проницаема для низкомолекулярных соединений и представляет собой рыхлое структурообразование, состоящее из хаотически расположенных молекул и макромолекул, микропоры между которыми заполнены сорбированной и иммобилизованной водой. Непроницаемыми или труднопроницаемыми для молекул воды являются, по-видимому, сгустки и пленки битумов и восков, кристаллиты целлюлозы и других органических соединений, а также неорганические включения. Заряд частицы является суммой элементарных зарядов, вызванных отщеплением в жидкой среде от функциональных групп ( СООН, СОН и др.) ионов водорода или поглощенных катионов во всем объеме частицы, а также отдельных субмикродиффузионных слоев вокруг непроницаемых для растворителя включений в частицу. Поэтому поверхностный мозаичный противоионный слой, нейтрализующий заряд торфяной частицы, с учетом избирательной диффузии катионов из внешнего раствора внутрь частицы, видимо, значительно меньше сплошных периферийных диффузионных слоев минеральных частиц некоторых грунтов. Основную механическую нагрузку в куске торфа несут неразложившиеся ткани ( волокна растений); продукты распада - коллоидные и гуминовые вещества - служат как бы клеем для цементации каркаса растений-торфообразователей. Диспергирование приводит к изменению механических свойств куска торфа, так как уменьшаются грубодисперсные его фракции и возрастают высокодисперсные. [28]
Исследования показали [25, 27], что кривые Pmf ( W) в пределах Рт ( 3 - 30) - 105 дин / см2 могут быть представлены двумя прямолинейными участками, которые имеют различные наклоны к оси W и соединяются плавной кривой. На этом участке дисперсная система содержит преимущественно связанную адсорбционную воду. Вода диффузных двойных слоев ионов находится в количестве, недостаточном для полного развития гидратных оболочек. Иммобилизованная вода может присутствовать лишь в отдельных участках системы. [29]
![]() |
Изотермы набухания глин. [30] |