Властивості глин

Глинами називають породи, що характеризуються визначеним мінеральним складом і ступенем дисперсності мінеральних частинок (розмір глинистих частинок не перевищує 5 мкм).

Глинисті породи підрозділяються на зцементовані і незцементовані. Цементування породи здійснюється в результаті дії на неї вапнякового, крем’янистого, залізистого, гіпсового та інших цементів.

Найбільш затверділі і міцні зцементовані глинисті породи – алеврити і аргіліти. Незцементовані рихлі глинисті породи залежно від вмісту частинок крупністю менше 5 мкм підрозділяються на супіски (3 – 10 %), суглинки (10 – 30 %) і глини (30 % і більше).

Крім глинистих мінералів, що представлені дрібнішими кристалами розміром до декількох мікронів, до складу глинистих ґрунтів входять уламки кварцу, польових шпатів та інших мінералів.

Глини характеризують гранулометричним складом, пластичністю, молекулярною вологоємністю, розмоканням, набуханням і липкістю.

Гранулометричний склад глин залежить від складу, будови і походження порід і ступеня їх руйнування. Більш м’які породи (вапняки, пісковики, сланці) містять більше тонкого глинистого матеріалу, чим тверді. Найбільш важки для збагачення стародавні розсипі, що характеризуються значним вмістом тонких глинистих мінералів.

Пластичністю називають властивість матеріалу при постійному об’ємі змінювати форму і зберігати її без розриву суцільності. Пластичність характеризується числом пластичності, що визначається як різність між вологовмістом глини при верхньої і нижньої межі пластичності:

, (5.1)

де W_в – верхня межа пластичності – вологість (%), при якої глина переходе з пластичного стану в рідкий; W_н – нижня межа пластичності – вологість (%), при якої глина утрачає пластичність.

Числом пластичності глинисті породи характеризуються таким чином: супіски – до 7, суглинки – 7 – 17, глини – більше 17. Чим більше число пластичності, тим важче матеріал дезінтегрується.

Граничне насичення глини водою визначається як максимальна молекулярна вологоємність. Вона находиться у тісної кореляційної залежності від інших властивостей глин і тому може бути прийнята одним з показників властивостей глин. Для супісків максимальна молекулярна вологоємність складає 9 – 13 %, для суглинків і глин – 25 – 35 %.

Розмокання – здібність глин при усмоктуванні води утрачати зв’язність частинок і руйнуватися. Основний показник, що характеризує цю властивість є швидкість розмокання глини, яка залежить від вмісту в неї глинистих частинок і їх мінерального складу.

Липкість – одна з властивостей глин, що тісно зв’язана з пластичністю. Під липкістю розуміють здібність достатньо в’язкої рідини прилипати до твердої поверхні. Липкість проявляється тільки при достатньої вологості глини, вона обумовлюється наявністю колоїдної прошарки між твердою поверхнею і поверхнями глинистих матеріалів.

Прилипання рідини до твердого тіла виражається рівнянням Дюпре-Юнга:

, (5.2)

де σ – поверхневий натяг, Н/м; Θ – крайовий кут змочуваності.

К найбільш характерним властивостям глин відноситься їх здібність до набухання у водному середовищі. Набухання пояснюється наявністю подвійного електричного шару на поверхні частинок, що занурені у воду. При достатньо близької відстані поверхонь, що мають однаковий за знаком і будовою подвійний шар іонів, периферійні частки обох іонних шарів взаємно перекриваються. Внаслідок того, що вони мають один знак появляються сили взаємного електричного відштовхування, яки розсовують частинки. Таким чином, чим більше поверхнева енергія частинок, тим у більшому ступені спостерігається набухання глин.

Дата добавления: 2015-10-26