Влияние температуры на прочность структуры

Глинистых растворов

На основании экспериментов[9] были сделаны следующие выводы:

-с повышением температуры плотных (концентрированных) глинистых растворов выше некоторого значения (~ 100 °С) прочность структуры резко возрастает;

-особенно эффективно повышают прочность структуры с повышением температуры промывочные жидкости со щелочной средой (рН = 9,4);

-для разбавленных растворов, наоборот, прочность их структуры с повышением температуры снижается.

Причину возрастания сил взаимодействия глинистых частиц, возрастания прочности структуры глинистых растворов можно объяснить следующим образом.

При увеличении температуры скорость трансляций молекул воды возрастает, сила взаимодействия молекул воды снижается, сольватные слои становятся тоньше, а сила взаимодействия между частицами твёрдой фазы больше. В щелочной среде под воздействием температуры возрастает интенсивность активации частиц, что ещё более усиливает их взаимодействие. Повышение сил взаимодействия частиц ведёт к повышению прочности структуры раствора в целом. С увеличением концентрации глинистых частиц и температуры прочность структуры возрастает.

В разбавленных растворах расстояния между частицами твердой фазы значительны, межмолекулярного взаимодействия между ними не наблюдается. С увеличением температуры вязкость воды снижается. поэтому и прочность структуры таких растворов понижается.

РОЛЬ ЭЛЕКТРОЛИТОВ В СТРУКТУРИРОВАНИИ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ.

Для структурирования промывочных жидкостей применяют катионоактивные и анионоактивные (с анионами, имеющими химическое сродство с анионами глины SiO₃^2-, AlOH^-.) электролиты. При промывке в глинистых породах растворами электролитов молекулы воды и катионы взаимодействуют с глинистыми частицами с различной интенсивностью. Для определения интенсивности взаимодействия элементов раствора введем понятие «глинофильности», т.е. способности ионов взаимодействовать с глинистыми частицами. Благодаря отрицательному заряду и высокой полярности глинистых частиц, последние активно взаимодействуют со всеми катионами. Интенсивность взаимодействия электролитов зависит от его заряда и ионного радиуса. Так например катионы Ca²⁺ и Mg²⁺ имеют одинаковую валентность, но у Mg²⁺ ионный радиус (0,78 А⁰) меньше, чем у Са²⁺ (1,06 А⁰) поэтому его глинофильность выше. А ион водорода Н⁺ (протон) имеет минимальный ионный радиус, поэтому способен вытеснять с поверхности глинистой частицы даже трехвалентные катионы.

Поиск по сайту: