Перевод названия: The effect of stress pressure on the formation of bound water in kaolin clay
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2018
Идентификатор DOI: 10.25296/1993-5056-2018-13-6-36-46
Ключевые слова: каолиновая глина, связанная вода, давление, энергия на поверхности частицы, сорбционная активность, термогравиметрия, kaolin clay, bound water, pressure, energy on the surface of the particle, sorption activity, thermogravimetry
Аннотация: Глины в ходе литогенеза изменяют состав, структуру и свойства, в том числе и физико-химические. В работах некоторых исследователей представлены результаты изучения изменения свойств связанной воды в глинах под действием повышающих температур и давлений. При уплотнении водонасыщенных глин в первую очередь удаляется «свободная» вода Показать полностьюкрупных пор, затем при нагрузках 1-3 МПа - осмотическая вода, а при давлении более 10 МПа начинается удаление «структурированных гидратных слоев» адсорбционно-связанной воды. По литературным данным, ближайшие к твердой поверхности несколько слоев воды, соответствующие влажности глин близкой к «максимальной гигроскопической», не отжимаются нагрузками в десятки МПа, а «монослои» - в сотни МПа. Однако, несмотря на существующие публикации по данному вопросу, экспериментальной информации недостаточно. Настоящая работа посвящена влиянию стрессового давления на формирование связанной воды в каолиновой глине. В процессе экспериментальных исследований установлено, что стрессовое давление оказывает разнонаправленное воздействие на градиент удаляемой массы связанной воды в глинах. Это обусловлено тем, что при обработке каолиновой глины стрессовым давлением образуются на поверхности и «внутри» частиц (агрегатов, коллоидов и кристаллитов) дефекты. Такие несовершенства поверхности формируют энергетический потенциал частиц, который определяет сорбционную активность глин. В ходе сопоставления прямых и косвенных критериев выявлено, что наиболее значительное влияние на формирование энергетического потенциала частиц оказывает давление в диапазоне Р = 0 125 МПа. При увеличении нагрузки до Р = 800 МПа установить влияние стрессового давления на формирование энергетического потенциала достаточно сложно. Таким образом, при техногенном воздействии на каолиновую глину изменяется ее энергетический потенциал и, как следствие, физико-химические свойства, в том числе и содержание связанной воды. Clays during lithogenesis change the composition, structure and properties, including the physicochemical ones. Some researchers present the results of studying changes in the properties of bound water in clays under the influence of increasing temperatures and pressures. When compaction of water-saturated clays, the “free” water of large pores is removed first, then under loads of 1-3 MPa -- osmotic water, and at a pressure of more than 10 MPa, the removal of “structured hydrated layers” of adsorption-bound water begins. According to the literature, several layers of water closest to a solid surface, corresponding to clay moisture close to “maximum hygroscopic” are not pressed by loads of tens of MPa, and “monolayers” of hundreds of MPa. However, despite existing publications on this issue, experimental information is not enough. The work is devoted to the influence of stress pressure on the formation of bound water in kaolin clay. In the course of experimental studies it was found that stress pressure has a multidirectional effect on the gradient of the removed mass of bound water in clays. This is due to the fact that that when treating kaolin clay with stress pressure, defects are formed on the surface and “inside” of particles (aggregates, colloids and crystallites). Such surface imperfections form the energy potential of the particles, which determines the sorption activity of the clays. During the comparison of direct and indirect criteria, it was found that the most significant influence on the formation of the energy potential of particles is exerted by pressure in the range of P = 0 125 MPa. With increasing load up to P = 800 MPa, it is quite difficult to establish the effect of stress pressure on the formation of the energy potential. Thus, under technogenic impact on kaolin clay, its energy potential changes and, as a result, physicochemical properties, including the content of bound water.
Журнал: Инженерная геология
Выпуск журнала: Т. 13, № 6
Номера страниц: 36-47
ISSN журнала: 19935056
Место издания: Москва
Издатель: Общество с ограниченной ответственностью Геомаркетинг