Физико-химические и механические свойства глин

Все физические свойства глины зависят от величины емкости поглощения и состава поглощенных катионов.

С малой емкостью поглощения.

Со средней емкостью поглощения;

С большой емкостью поглощения;

Пирофилитовые (встречаются в природе редко).

Аллофановые (встречаются в природе редко);

Сепиолит-палыгорскитовые;

Гидрослюдистые;

Монтморилонитовая (французская глина);

Каолинитовые (белая китайская глина);

Материалы для приготовления и регулирования свойств буровых растворов

Минералы, в состав которых входит кремний, в природных условиях обычно включают гидратационную воду и поэтому называются гидросиликатами. Все гидросиликаты делятся на 3 группы:

1.Глиноземистые

2.Железистые

3.Магнезиальные

Глиноземистые минералы подразделяются:

Глины – это полиминеральные, полидисперсные алюмосиликатные соединения, способные при контакте с водой переходить в пластическое состояние. При высыхании сохраняют приданную им форму и приобретают высокую прочность, а после обжига – твердость камня.

Глины монтморилонитовой группы называют бентонитом. Все глины содержат определенную часть неглинистых минералов: кремнезем и карбонаты.

Химический состав глин и глинистых сланцев примерно одинаковый. Сланцы обладают большей уплотненностью и твердостью. Аргиллит – тонкозернистый глинистый материал, от сланца отличается большой плотностью, а от глины – большой твердостью.

Общее для всех глин является наличие SiO₂ (окись кремния) и Al₂O₃ (окись алюминия). Химический состав: xAl₂O₃ * ySiO₂ * zH₂O

В природе встречается около 40 видов алюмосиликатов.

По наличию катионов глины носят название этих катионов. В природе встречаются 2-х типов – кальциевого и натриевого.

По величине катионного обмена делятся на 3 большие группы:

Важным фактором, влияющим на свойства глин, является дисперсность и форма частиц. Глинистая частица может иметь различную форму: шестиугольную, чешуйчатую, в виде вытянутых трубок, игольчатые пластинки. Размер частиц колеблется от 1 до 1,01мкм.

Физические свойства глины:

1.Набухаемость (степень набухания, период набухания и средняя скорость набухания)

2.Прочность в сухом состоянии

3.Дисперсность

4.Пластичность

5.Усадка при высушивании

Основной показатель качества глин – выход раствора, т.е. количество м³ глинистой суспензии с заданной вязкостью и содержанием песка, полученное из 1 т глины. Наибольший выход раствора из бентонита – до 14 м³ из 1 т глины.

Дисперсность глин зависит от химического и минералогического состава. Например, глина натриевого типа более дисперсна, чем кальциевого типа.

Особенностью глин, отличающей их от других горных пород, является способность к связыванию большого количества воды.

По коллоидным свойствам все глины делятся на 3 группы:

1.высококоллоидные – выход > 10 м³/т;

2.средней коллоидности – выход 10-4 м³/т;

3.низкоколлоидные - выход < 4 м³/т.

С целью ускорения приготовления буровых растворов используют глины в виде порошков. Глинистый порошок представляет собой высушенную и измельченную глину. Выход из одного и того же порошка зависит от величины рН водной среды, используемой для приготовления раствора. С увеличением рН от 7 до 10 выход бурового раствора значительно возрастает, особенно из порошков глин кальциевого типа. Для увеличения выхода раствора в качестве регулятора рН используют Na₂CO₃ (карбонат натрия). Такая обработка позволяет увеличить выход раствора с 10 до 18-20 м³/т.

Дата добавления: 2014-01-05