Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

ОЦЕНКА ФОРМ СВЯЗАННОЙ ВОДЫ В ГЛИНАХ


https://doi.org/10.25296/1993-5056-2018-13-4-5-52-61

Полный текст:


Аннотация

Глины в ходе литогенеза изменяют состав, структуру и свойства, в том числе и физико-химические. Результатом проведенного термического анализа явились термограммы, на которых установлены четыре пика потери массы связанной воды. Эти пики в авторской интерпретации представлены как различные виды связанной воды в глинах. Полученные экспериментальные данные, с позиции размера структурных элементов, позволили выделить следующие типы воды: рыхлосвязанная и прочносвязанная вода поверхности коллоидов, вода поверхности кристаллитов (минералов) и кристаллической решетки минералов. Выявлено, что при нагревании монтмориллонитовой и каолиновой глин в диапазоне температур до 900оС наблюдаются эндоэффекты, вызванные выделением Н2О и ОН-, источником которых является адсорбционная вода и вода кристаллической решетки минералов. Для монтмориллонита в высокотемпературном диапазоне были отмечены эндоэффекты, обусловленные выделением СО и СО2, что связано с наличием в его составе кальцита. Энергетическая активность поверхностей частиц монтмориллонитовой и каолиновой глин распределяется в следующей последовательности: поверхности кристаллита > поверхности коллоида > поверхности прочносвязанной воды коллоида, что не противоречит физической природе формирования глинистой частицы. Выявлено, что в монтмориллонитовой глине наибольшей прочностью связей между молекулами обладает вода поверхности кристаллитов, меньшей — прочносвязанная вода коллоида и наименьшей — рыхлосвязанная вода коллоида. В каолиновой глине наибольшей прочностью связей между молекулами обладает вода поверхности кристаллитов, меньшей — рыхлосвязанная вода коллоида и наименьшей — прочносвязанная вода коллоида. В каолиновой и монтмориллонитовой глинах температура эффекта и теплота дегидратации исследованных форм связанной воды разнонаправлено определяют изменение потери массы связанной воды. Результаты исследований позволили количественно оценить различные формы воды в глинистых минералах.

Об авторах

В. В. Середин
Пермский государственный национальный исследовательский университет.
Россия

Заведующий кафедрой инженерной геологии и охраны недр геологического факультета.



Н. А. Медведева
Пермский государственный национальный исследовательский университет.
Россия
Доцент кафедры физической химии химического факультета.


А. В. Анюхина
Пермский государственный национальный исследовательский университет.
Россия

Магистрант кафедры инженерной геологии и охраны недр геологического факультета.



Список литературы

1. Боева Н.М., Бочарникова Ю.И., Новиков В.М., 2015. Зависимость энтальпии дегидратации от обменных катионов монтмориллонита в бентоните острова Сахалин. Вестник ВГУ, Серия Геология, № 4, с. 84–90.

2. Долгов С.И., 1943.О связанной и капиллярной воде в почве. Почвоведение, № 9–10, с. 24–28.

3. Злочевская Р.И., 1969. Связанная вода в глинистых грунтах. Издательство МГУ, Москва.

4. Кривошеева З.А., Злочевская Р.И., Королев В.А., Сергеев Е.М., 1977. О природе изменения состава и свойств глинистых пород в процессе литогенеза. Вестник МГУ. Серия Геология, № 4, с. 60–73.

5. Куприна Г.А., 1973. Особенности термической дегидратации монтмориллонитовой и каолинитовой глин и состояния в них связанной воды. Вопросы инженерной геологии и грунтоведения. Вып. 3. Издательство МГУ, Москва, с. 56–67.

6. Лебедев А.Ф., 1930. Почвенные и грунтовые воды. Издательство Сельхозгиз, Москва-Ленинград.

7. Марьяндышев П.А., Чернов А.А., Любов В.К., 2014. Термогравиметрическое и кинетическое исследование торфа и гидролизного лигнина. Международный журнал экспериментального образования, № 12, с. 20–27.

8. Маслова М.Д., Белопухов С.Л., Тимохина Е.С., Шнее Т.В., Нефедьева Е.Э., Шайхиев И.Г., 2014. Термохимические характеристики глинистых минералов и слюд. Вестник Казанского технологического университета, Том 17, № 21, с. 121–127.

9. Морис П., 2013. Поверхность и межфазные границы в окружающей среде. От наноуровня к глобальному масштабу. БИНОМ, Москва.

10. Осипов В.И., 2011. Внутрикристаллическое разбухание глинистых минералов. Геоэкология, № 5, с. 387–398.

11. Осипов В.И., Соколов В.Н., 2013. Глины и их свойства. ГЕОС, Москва.

12. Райтбурд Ц.М., Кульчитский Л.И., Слонимская М.В., Салынь А.Л., 1965. О природе энергетической неоднородности адсорбированной воды глин. Криогенные процессы в горных породах, Наука, Москва, с. 55–64.

13. Роде А.А., 1965. Основы учения о почвенной влаге. Гидрометеорологическое издательство, Ленинград.

14. Середин В.В., Растегаев А.В., Галкин В.И., Паршина Т.Ю., Исаева Г.А., 2017. Влияние давления и гранулометрического состава на энергетическую активность глин. Инженерная геология, № 4, с. 62–71.

15. Середин В.В., Растегаев А.В., Медведева Н.А., Паршина Т.Ю., 2017. Влияние давления на площадь активной поверхности частиц глинистых грунтов. Инженерная геология, № 3, с. 18–27.

16. Уэндланд У., 1978. Термические методы анализа. Мир, Москва.

17. Bouyoucos G., 1917. Classification and measurement of the different forms of water in the soil by means of the dilatometer method. Michigan State University. Agricultural Experiment Station, Bul. 36.

18. Kukkadapu R.K., Stevhe A.B., 1995. Tetramethylphosphonium-and tetramethylammonium-smectites as adsorbents of aromatic and chlorinated hydrocarbons: effect of water on adsorption efficiency. Clays and Clay Minerals, Vol. 43, No. 3, pp. 318–323.

19. Seredin V.V., Rastegaev A.V., Galkin V.I., Panova E.G., Parshina T.Yu., 2017. Investigation of Formation Laws of Clays Composition under High Pressures. International Journal of Engineering Research and Science (IJOER), Vol. 3, No. 10, pр. 33–42.

20. Seredin V.V., Rastegayev A.V., Panova E.G., Medvedeva N.A., 2017. Changes in Physical properties of Clay under Compression. International Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol. 4, № 3, рр. 22–29.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Середин В.В., Медведева Н.А., Анюхина А.В. ОЦЕНКА ФОРМ СВЯЗАННОЙ ВОДЫ В ГЛИНАХ. Инженерная геология. 2018;13(4-5):52-61. https://doi.org/10.25296/1993-5056-2018-13-4-5-52-61

For citation: Seredin V.V., Medvedeva N.A., Anukhina A.V. EVALUATION OF BOUND WATER FORMS IN CLAYS. Engineering Geology. 2018;13(4-5):52-61. (In Russ.) https://doi.org/10.25296/1993-5056-2018-13-4-5-52-61

Просмотров: 32

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1993-5056 (Print)
ISSN 2587-8247 (Online)