КЛАССИФИКАЦИЯ ФОРМ СВЯЗАННОЙ ВОДЫ В КАОЛИНИТОВЫХ ГЛИНАХ

Abstract

Актуальность. Вода является важнейшей компонентой грунтов, так как оказывает влияние на основные геологические процессы. Это объясняется особенностями ее состава и строения. Многие ученые занимались изучением вопроса содержания связанной воды в глинах. Однако экспериментов по данному вопросу недостаточно. Целью данной работы является изучение форм связанной воды в каолинитовых глинах, отжимаемых при высоких давлениях, а также выявление связи между потерями масс воды под давлением и термодинамическими параметрами. Объект исследования – каолинитовые глины. Метод. Для достижения цели были подготовлены образцы каолинитовой глины с различной степенью обжатия под давлением. Затем проводился термогравиметрический анализ, в ходе которого измерялись потери массы связанной воды при нагревании до 1000 °С. С помощью атомно-силового микроскопа изучалось влияние шероховатости на количество отжимаемой связной воды из образцов каолинитовой глины. Результаты опытных данных и анализ термограмм позволили выделить четыре пика потери массы воды, в соответствии с этим предложена классификация связанной воды в глине: рыхлосвязанная вода поверхности коллоидов; прочносвязанная вода поверхности коллоидов; вода поверхности минералов; вода кристаллической решетки. Воздействие высокого давления на массу удаляемой воды неоднозначно. Это связано с тем, что под давлением происходит образование дефектов, как следствие изменяется энергетический потенциал и сорбционная активность глинистых частиц. При этом выявлена тесная связь между показателем шероховатости и градиентом удаляемой связанной воды в интервале давлений от 0 до 200 МПа. При давлениях от 200 до 800 МПа связь не установлена.