ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кольматационные экраны из поверхностно-активных веществ и полимеров из "Складирование отходов химических производств" С Ф — меняется в интервале 0Д0 Сф 1,20 м/сут й=0,02 т = 58. Расчеты показали, что фильтрация из кольматирован-ных каналов не зависит от уровня грунтовых вод, если последний находится на глубине f 2h. Данные, приведенные на рис. 26,а показывают, что с увеличением толщины кольматационного слоя уменьшается коэффициент фильтрации [36]. Потери воды на фильтрацию (рис. 26,6) уменьшаются пропорционально этому коэффициенту и зависят от проницаемости грунтов. Результаты соответствующих лабораторных опытов хорошо согласуются с приведенными выше расчетами [37]. [c.56] Длительные исследования дали возможность сделать вывод о том, что глубина проникновения ПАВ и вызванная ими дис-пергация грунта в значительной мере определяются их концентрацией. Динамика изменения коэффициента фильтрации грунтов при послойном определении приведена на рис. 27. Данные механического и микроагрегатного анализов показывают, что дезинтеграция системы заметно сказывается на фракциях, 0,25— 0,05 0,05—0,01 и 0,01—0,005 мм (рис. 28). [c.57] Таким образом, приведенные теоретические и экспериментальные исследования позволяют однозначно определить работающий слой кольматационного экрана толщиной порядка 80— 100 см. [c.57] Физико-химическая, природа кольматажа. Для обработки грунтов с целью снижения их водопроницаемости особое значение приобретают поверхностко-активные вещества (ПАВ), которые могут быть использованы для улучшения физико-химических свойств грунтов, повышения их водоустойчивости и снижения фильтрационных потерь. Концентрируясь на поверхностях раздела, они образуют тончайшие адсорбционные слои, резко изменяющие природу и свойства поверхностей. Несмотря на сравнительно высокую стоимость, применение ПАВ экономически оправдано. Применение ПАВ в дорожном и аэродромном строительстве, для улучшения глинистых растворов при бурении нефтяных и газовых скважин нашло отражение в ряде работ [38—40]. Эти работы показывают, что применение ПАВ для создания гидрофобной структуры достаточно обосновано теоретически и, безусловно, перспективно для гидромелиоративного строительства. [c.57] Одно из основных свойств ПАВ — способность самопроизвольно концентрироваться на различных поверхностях раздела и прочно удерживаться длительное время. Молекулы ПАВ, переходя в водный раствор, стремятся выйти на поверхность раздела фаз. Молекулы воды и молекулы ПАВ, которые адсорбируются на поверхности минеральных частиц, отталкиваются, что препятствует контакту воды с частицами грунта. Своей гидрофильной частью молекула ПАВ прикрепляется к адсорбционной влаге, находящейся на поверхности минеральной частиды, а углеводородные цепи ориентируются наружу. [c.57] Если силы связи минерал—ПАВ будут превышать силы связи минерал—вода, то молекулы воды будут вытесняться молекулами ПАВ. Для обеспечения проникновения ПАВ в твердые частицы грунта необходимо, чтобы дипольный момент ПАВ был больше дипольного момента воды или чтобы молекулы ПАВ были катионо- или анионоактивными. Только в этом случае молекула ПАВ может столкнуть молекулу воды с поверхности минерала и занять ее место. Большинство ПАВ вследствие своего несимметричного строения как раз и обладают большим ди-польным моментом. [c.59] Как указывалось выше, молекулы ПАВ вступают в прочную ионную связь с минеральныд и поверхностями, вытесняют молекулу воды и, нейтрализуя поверхностные заряды, ослабляют гидратацию частиц. Чем больше адсорбируемый ион, тем сильнее уменьшается водоадсорбирующая емкость грунта. ПАВ могут проникать полностью даже внутрь межпакетного пространства кристаллов, вытесняя оттуда катионы и воду и тем самым способствуя образованию прочной связи между пакетами кристалла [41]. [c.59] Таким образом, молекулы ПАВ не допускают молекулы воды к местам контакта минеральных частиц. Кроме того, обволакивая стенки грунтовых капилляров, они способствуют образованию в них менисков обратной кривизны, которые препятствуют перемещению капиллярной и гравитационной влаги. Больше того, в грунтах, обработанных ПАВ, возникает некоторое прот и-вокапиллярное давление, возрастающее с уменьшением показателя смачиваемости В = со5б (0 — краевой угол смачивания). [c.59] Характеристика ПАВ и полимеров, применяемых в кольма-тационных экранах. Из большого числа материалов, применяемых для изменения водно-физических свойств почвогрунтов и вызывающих гидрофобизацию поверхности почвенных частиц, можно выделить кубовые остатки синтетических жирных кислот, поливинил ацетатную эмульсию, гидрофобнзирующие крем-нийорганические жидкости и полиизобутилен. Ниже приводится описание этих материалов. [c.60] Кубовые остатки синтетических жирных кислот (КОСЖК). В- настоящее время основным жирозаменителем являются синтетические жирные кислоты СлНгпСООН. Синтетические жирные кислоты получают жидкофазным окислением нефтяного, буроугольного или синтетического парафинов кислородом воздуха в присутствии катализаторов. Нефтяной парафин получают из парафинистых нефтей, которые в зависимости от месторождения, содержат от 7 до 12% парафина. Окисленный парафин омыляют водным раствором щелочи, переводя кислоты в соли. Непрореагировавший парафин и нейтральные кислородсодержащие вещества (неомыляемые) отделяют от раствора солей (мыла) и возвращают в смеси с исходным парафином на окисление. Мыла, освобожденные от неомыляемых веществ, разлагают минеральной кислотой и выделяют смесь свободных жирных кислот. [c.60] В промышленности синтетические жирные кислоты разделяют на следующие фракции низкомолекулярные водорастворимые кислоты С1—С4, удаляемые вместе с кислой водой С5—Се и Ст—Сэ, выделяемые в виде товарной продукции основные, наиболее ценные товарные кислоты Сю—С16 и Сп—С20, применяемые в качестве заменителей природных жиров, и, наконец, кубовый остаток, получаемый после дистилляции или ректификации синтетических жирных кислот и являющийся наименее ценным продуктом. В кубовых остатках, неизбежно образующихся в производстве синтетических жирных кислот, в достаточно большом количестве (25—35% от общего количества кислот) содержатся высокомолекулярные жирные кислоты С19—Сге (табл. 5). [c.60] Поливинилацетатная эмульсия (ПВАЭ). Молекулярная масса ПВАЭ колеблется от 20000 до 100000 в зависимости от способа и условий полимеризации. Поливинилацетат стоек к действию света даже при повышенной температуре (до 100 °С), при нагревании до 150°С разлагается с образованием уксусной кислоты, стоек к воздействию бензина и других продуктов перегонки нефти, но растворяется в сложных эфирах, низших спиртах, кетонах, хлорированных углеводородных и ароматических углеводородах, обладает значительной адгезией к стеклу, коже и т. д. Поливинилацетатные пленки, образующиеся на твердой подложке, характеризуются повышенной светостойкостью, эластичностью и высокой адгезией. Растворы поливинилацетата (эмульсии) широко применяются в качестве клеев. [c.62] Гидрофобизирующие кремнийорганические жидкости (ГКЖ) Эти жидкости получают на основе метил-, этил- и алкилфенил-хлорсиланов и замещенных эфиров ортокремниевой кислоты. ГКЖ представляют собой маловязкие бесцветные или светло-желтые масла. [c.63] Они нетоксичны, растворяются практически во всех раствори телях. Свойства отечественных ГКЖ приведены в табл. 6. Все эти высокомолекулярные соединения являются очень эффективными ПАВ, гидрофобизирующими почвогрунты. Гидрофобиза-ция почвогрунтов ГКЖ основана на химической адсорбции этих реагентов поверхностями элементарных минеральных частиц, в результате чего на них возникает тончайшая водоотталкивающая полимерная пленка. При взаимодействии происходит сложный ионообмен между способными к реакции группами гидро-фобизаторов и поглощающим комплексом тонкодисперсной части почвогрунта и возникают реакции полимеризации и поликонденсации. Молекула ГКЖ состоит из двух частей одна часть неводостойкая и включает в себя группировку с кремнекислородными связями, которая вступает в химическую связь с грунтовой влагой и способными к реакции с элементами минеральной части грунта другая часть молекулы представляет собой углеводородный радикал, связанный с кремнием и нерастворимый в воде, она образует водоотталкивающий слой. Кремнекислородные связи ориентируются к поверхности минеральных частиц, а углеводородные радикалы — в сторону первого пространства. [c.63] Плотность, г/см . . . . . Прочность на разрыв, МПа Относительное удлинение, Теплостойкость. . [c.64] Вернуться к основной статье