АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Влияние полимеров и полимерсолевых растворов на увлажнение и прочность неуплотненных глин

Читайте также:
  1. L.3.3. Влияние примесей на рост и форму кристаллов.
  2. А вот как описывает влияние на себя общества Л. Н. Толстой в своей
  3. Активация полимеров.
  4. Анализ влияния электролитов на увлажнение и прочность неуплотненной глины.
  5. Анализ эффективности ингибирующих растворов
  6. Анализ эффективности применяющихся глинистых растворов для бурения уплотненных глин.
  7. Английские слова, произношение которых изменилось под влиянием правописания
  8. АПК России. Аграрная реформа в РФ и ее влияние на аграрный сектор хозяйства. Новые формы собственности на землю и новые формы хозяйствования.
  9. Безоговорочная капитуляция, продолжение войны и влияние этих факторов на судьбу европейских евреев
  10. Биосорбция металлов из растворов
  11. БЫВШИЕ И НЫНЕ ДЕЙСТВУЮЩИЕ УЧРЕЖДЕНИЯ И ОРГАНИЗАЦИИ КОМИТЕТА 300, А ТАКЖЕ ТЕ, КОТОРЫЕ НАХОДЯТСЯ ПОД НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ЕГО ВЛИЯНИЕМ
  12. Бывшие и ныне действующие учреждения и организации комитета 300, а также те, которые находятся под непосредственным его влиянием

В отличие от уплотненных, неуплотненные глины вследствие их значительно большей пористости способны абсорбировать не только молекулы воды и ионы электролитов, но и макромолекулы полимеров. В соответствии с правилом Ребиндера (правило уравнивания полярностей) вещество может адсорбироваться на поверхности раздела фаз, если его присутствие в межфазном слое уменьшает разность полярностей этих фаз в зоне контакта, т.е. молекулы ПАВ должны ориентироваться в адсорбционном слое так, чтобы их полярные (функциональные) группы были обращены к более полярной фазе (глинистым частицам), а неполярные радикалы к менее полярной (в сторону пор).

В неуплотненной глине и в микротрещиноватых глинистых породах молекулы полимеров проникают по порам и трещинам, адсорбируются на их поверхностях, гидрофобизируют и понижают прочность их связей (эффект Ребиндера).

В результате гидрофобизации частиц влажность глины несколько снижается (рис.10.7). Уменьшается и прочность глинистых образцов (рис.10.8). Щелочные полимеры (гипан) также как и щелочные электролиты (при малой концентрации), наоборот, повышают влажность, а потому прочность образцов глины в этих растворах снижается более интенсивно (рис.10.8).

Несмотря на то, что полимеры снижают пластическую прочность глины тем не менее их рекомендуется вводить в буровой раствор с целью гидрофобизации частиц, снижения влажности глины и предотвращения диспергирования породы.

Введение в раствор одновременно с электролитами и полимеров, снижает влажность и прочность образцов глины (по сравнению с образцами, помещенными в раствор электролитов при отсутствии их диспергирования, рис.10.9 и 10.10).

 

Рис.10.8. Зависимость пластической прочности бентонитовых образцов, выдержанных в растворах полимеров, от их концентрации: 1-в растворе крахмала, 2-в растворе KMЦ-600, 3 – в растворе гипана.

 

 

Рис.10.9. Влияние добавок 1% КМЦ на влажность глинистых образцов в растворе нещелочного электролита CaCl2 различной концентрации.

1 – в закрытом сосуде без полимера

2 – в открытом сосуде при добавлении 1% КМЦ

 

 

Рис.10.10. Влияние добавок 1% КМЦ на прочность глины в растворе нещелочного электролита CaCl2 различной концентрации.

1 – в закрытом сосуде К.Ф. Жигача и А.Н. Ярова без полимера

2 – в открытом сосуде при добавлении 1% КМЦ

 

В растворах щелочных электролитов при малой концентрации наблюдается повышение влажности и некоторое снижение темпа упрочнения (рис.10.11 и 10.12). При невысокой концентрации вследствие повышенной степени диссоциации электролита темп снижения влажности и упрочнения глины выше, чем при большей концентрации.

 

 

Рис.10.11. Влияние добавок полимеров на влажность глинистых образцов, помещенных в раствор щелочного электролита различной концентрации: 1 - в растворе Na2SiO3 без полимера, 2 - в растворе Na2SiO3 с 0,5% гипана, 3 - в растворе Na2SiO3 с 2% крахмала, 4-в растворе Na2SiO3 с 1% КМЦ-600

 

 

Рис. 10.12. Влияние добавок полимеров на пластическую прочность глинистых образцов, помещенных в раствор щелочного электролита Na2SiO4: 1 - с добавкой 0,1% гипана, 2 - с добавкой 2% крахмала, 3 - с добавкой 1% КМЦ, 4 - без добавок полимеров

 

Влияние комбинированных полимерсолевых растворов на прочность образцов неуплотненной глины, помещенных непосредственно в раствор, изучалось автором в растворах КМЦ-700 с катионоактивными электролитами NaCl, КС1, CaCl2, MgCl2, KAI(S04)2, NH4Cr2O7 и анионоактивными электролитами Na2SiO3 в различных сочетаниях.

Введение в раствор поливалентных электролитов и анионных полимеров ведет к образованию труднорастворимых соединений, поэтому предварительно были проведены исследования на совместимость полимеров и электролитов.

При совместном введении в раствор КМЦ-700 и 2%-й раствор соли KAI(S04)2 мгновенно выпадает осадок. При содержании в растворе KAI(S04)2 выше равновесного после выпадения осадка в растворе КМЦ-700 не оставался, и образец глины, помещенный в такой раствор, быстро разрушался. При введении в раствор одновременно соли СаС12 и КМЦ-700 раствор оставался стабильным при концентрации КМЦ-700 - 1,5% и СаС12 почти до 10%. При добавлении в этот раствор соли NaCl образовывались хлопья, постепенно выпадающие в осадок.

При погружении в раствор образцов на их поверхности с течением времени адсорбировалась прочная органоминеральная пленка, предотвращающая разрушение (диспергирование) глины. Такая же пленка образовывалась и при отсутствии в растворе соли NaCl.

Затем изготовленные из черногорского глинопорошка образцы выдерживались в комбинированных растворах в течение 17-20 дней. Через каждые 3-4 дня замерялась пластическая прочность. Результаты замеров показаны в таблице 10.2.

Результаты исследований показали следующее:

1. Все исследуемые катионо- и анионоактивные электролиты при стабилизации их полимерами обладают крепящими свойствами.

2. С увеличением времени выдержки образцов глины в раствоpax солей одновалентных металлов пластическая прочность образцов вначале возрастает, а затем постепенно понижается.

3. Крепящие свойства электролитов - солей двухвалентных металлов в несколько раз выше крепящих свойств солей одновалентных металлов.

4. Прочность образцов в растворах солей Na2SiO3 и солей двухвалентных металлов увеличивается преимущественно за счет упрочнения тонкого поверхностного слоя образцов.

5. При одновременном введении катионо- и анионоактивных электролитов происходит их взаимодействие с образованием нерастворимой соли, способной адсорбироваться на поверхности образца.

Таблица 10.2


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)