А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Адсорбционно зв'язана вода

Адсорбционно зв'язана вода видаляється шляхом перетворення її на пару, яка переміщається всередині висушується.

Схематичні ізотерми сорбції водяної пари для поверхонь. гидрофильной (/, гидрофобной (///і проміжної (//. Адсорбционно зв'язана вода в основному представлена мономолекулярним шаром на внутрішніх і зовнішніх поверхнях капіллярнопорістого тіла.

Адсорбционно зв'язана вода в основному відповідає мономолекулярному шару. Тут розрізняються гідрофільні проміжні і гідрофобні поверхні.

Адсорбционно зв'язана вода, яка в основному відповідає мономолекулярному шару.

Схематичні ізотерми сорбції водяної пари для поверхонь. гидрофильной (/, гидрофобной (///і проміжної (//. Адсорбционно зв'язана вода в основному представлена мономолекулярним шаром на внутрішніх і зовнішніх поверхнях капіллярнопорістого тіла.
 Адсорбционно зв'язана вода має ряд властивостей, які відрізняють її від звичайної води. Одним з цих властивостей є нездатність до розчинення нею електролітів та інших розчинних речовин, наприклад цукру, що було використано А. В. Думанського їм[29 а ]при розробці методів визначення кількості зв'язаної води.

Адсорбционно зв'язана вода, відповідна в основному мономолекулярному шару.

Теплоємність адсорбционно зв'язаної води менше одиниці а її електропровідність практично дорівнює нулю в порівнянні з електропровідністю вільної води.

Для видалення адсорбционно зв'язаної води необхідно затратити енергію на відрив її молекул від поверхні коксу[подсчитывается по формуле ( 9) ]і на фазовий перетворення води.

Зміна температури і електроопору цементного гелю і бетонної суміші в період заморожування. | Кінетика електричного опору цементного гелю (каменю. Як відомо, температура замерзання адсорбционно зв'язаної води знижується зі збільшенням енергії її взаємодії з поверхнею твердої фази і підвищенням концентрації розчинених речовин. У міру охолодження при температурі нижче 272 - 271 К в лід поступово переходять периферійні шари води сольват-них оболонок (дифузна вода), в зв'язку з чим містяться в ній іонні комплекси віджимаються льодом до поверхні частинок цементу і скупчуються в тих шарах, які замерзають пізніше або зовсім не замерзають. Ьсли в будь-якої пори цементного гелю при замерзанні НЕ зв'язаної води утворився кристал льоду, то він починає рости в міру замерзання дифузійної води і міграції її з сусідніх капілярів.

Під /Соп будемо мати на увазі таку кількість адсорбционно зв'язаної води, при якій практично досягається щодо повне обводнення частинок цементу і агрегатів з них, в процесі витіснення молекул газів з їх поверхні; Х - В /Ц: Кн.

При цьому необхідно зазначити, що не вся адсорбционно зв'язана вода має однакові властивості. Найбільш міцно пов'язаний з матеріалом мономолекулярний шар води. Тому і властивості води цього шару найбільш різко відрізняються від властивостей звичайної води. Наступні шари адсорбційної води утримуються менш міцно і властивості їх поступово наближаються до властивостей вільної води.

Цікавим є питання про розмежування зовнішньої частини граничного шару, адсорбционно зв'язаної води і осмотично зв'язаної води. Дані по набухання каолинита в воді[124]ясно показують, що перехід від граничного шару до осмотично пов'язаної воді диффузен: в інтервалі значень товщини /i 2 5 - f - 5 нм поряд зі структурною проявляється також іонно-електростатична складова расклинивающего тиску, відповідальна за осмотично зв'язану воду.

Цікавим є питання про розмежування зовнішньої частини граничного шару, адсорбционно зв'язаної води і осмотично зв'язаної води. Дані по набухання каолинита в воді[124]ясно показують, що перехід від граничного шару до осмотично пов'язаної воді диффузен: в інтервалі значень товщини Л 2 5 - 5 нм поряд зі структурною проявляється також іонно-електростатична складова расклинивающего тиску, відповідальна за осмотично зв'язану воду.

Схема проникнення газу в свердловину. Контракція в системі глина - вода в основному визначається властивостями адсорбционно зв'язаної води, що утримується молекулярними силами на поверхні глинистих частинок.

явище контракції в системі глина - вода в основному визначається властивостями адсорбционно зв'язаної води, що утримується молекулярними силами на поверхні глинистих частинок.

Схема будови великої гидратированной частки многокомпонентного сировинного шламу. Молекули води, орієнтовані навколо зарядженої глинистої частинки, утворюють плівку адсорбционно пов'язаної водою, яка знаходиться в іншому фізичному стані ніж крапель-но-рідка. Диполі води, що стикаються з поверхнею кристалів, взаємодіють з електричними зарядами на цій поверхні і розташовуються в певному порядку, що наближається до порядку розташування кисневих атомів на поверхні внаслідок чого структура шару води стає близькою до структури даного кристала. Товщина такого шару (нерідких води) змінюється від 1 до 10 нм і становить від 4 до 40 молекулярних шарів. Плівка нерідких води, що входить в дифузний шар, має властивості псевдотвердого тіла. Вона не здатна збільшувати текучість шламу і створює додатковий опір.

Окис заліза в багатьох рудах, що застосовуються в якості пігментів, містить значну кількість адсорбционно зв'язаної води. Ці руди відомі під назвою гідрогематітов. Так звані охристі різновиди гідрогематітов представляють собою м'яку порошкоподібну масу, колір якої коливається від яскраво-червоного до червоно-бурого.

Окис заліза в багатьох рудах, що застосовуються в якості пігментів, містить значну кількість адсорбционно зв'язаної води. Ці руди відомі під назвою гідрогематітов. Так звані охристі різновиди гідрогематітов представляють собою м'яку порошкоподібну масу, колір якої коливається від яркокрасного до червоно-бурого.

На рис. 106 по осі абсцис нанесена концентрація СаС12 по ординате - кількість адсорбционно зв'язаної води і відповідний - потенціал. Крива /дає кількість зв'язаної води, крива 2 - величину електрокінетичного потенціалу. 
Окис заліза в багатьох рудах, що застосовуються в якості пігментів, містить значну кількість адсорбционно зв'язаної води. Ці руди відомі під назвою гідрогематітов. Так звані охристі різновиди гідрогематітов представляють собою м'яку порошкоподібну масу, колір якої коливається від яскраво-червоного до червоно-бурого.

Окис заліза в багатьох рудах, що застосовуються в якості пігментів, містить значну кількість адсорбционно зв'язаної води. ці руди відомі під назвою гідрогематітов. Так звані охристі різновиди гідрогематітов представляють собою м'яку порошкоподібну масу від яскраво-червоного до червоно-бурого кольору.

Вода, укладена в капілярах, є вільною водою, за винятком найтоншого шару адсорбционно зв'язаної води у стінок капіляра. Однак тиск пара в капілярі відрізняється від тиску парів над плоскою поверхнею.

Зміна гідрофільних характеристик будь-якого із зазначених глинистих мінералів можливо за умови штучного диспергирования, випалу, кислотної активації, заміщення певними обмінними катіонами і ін. Виходячи з припущення, що частинки глини покриваються мономолекулярним шаром води, можна визначити кількість адсорбционно зв'язаної води.

З даних, представлених в табл. 811 слід також, що введення найбільш популярних протиморозних добавок призводить до збільшення дисперсності складових цементного каменю; це сприятливо позначається на його мікроструктурі. Відповідно зростає і кількість адсорбционно зв'язаної води.

Наш досвід вивчення гідратаційних характеристик шаруватих силікатів[66]дозволяє, однак, пов'язувати з гідратацією іонів-компенсаторів поява тільки внутрішньої частини граничного шару зв'язаної води. Прийняття цієї концепції дозволяє пояснити велику товщину шару адсорбционно зв'язаної води для каолініту в порівнянні з мусковітом. Причину появи зовнішньої частини граничного шару ми, як уже вказувалося, схильні пояснювати структурної необхідністю існування проміжного шару між адсорбционно і осмотично зв'язаною водою. Правомочність цього пояснення, крім усього іншого, підтверджується сильним впливом гидрофильности - гидрофобности поверхні на розвиток структурних сил.

Це знаходиться в повній відповідності з висновком про гідро-філізаціі твердої фази при видаленні адсорбованого і мікродісперсний повітря в процесі вакуумування. Дійсно, додаткова адсорбція води при вакуумуванні збільшує кількість адсорбционно зв'язаної води на поверхні вакуумированной глини при досягненні другої критичної точки в процесі сушіння.

Термограмми Cu-форми пижевского монтмориллонита після гідротермальної обробки. Незважаючи на що починаються зміни в ступені окрісталлізованнос-ти часток в бік її збільшення (рис. 1), поверхнева активність глини ще досить велика. Як показує аналіз термограмм, перші ендоеффекти, що характеризують видалення адсорбционно зв'язаної води (рис. 2), практично не змінюються і навіть у другому і третьому випадку зміщуються в бік більш високих температур.

Для всіх складів, за винятком двох, спостерігається деяке зниження температури видалення цієї вологи, а також глибини ендоеффектов в міру збільшення вмісту Na-форми в суміші. Для цієї суміші температура піку 1-го ендотермічного ефекту дорівнює 160 він дуже глибокий, а кількість адсорбционно зв'язаної води також підвищується в порівнянні з сусідніми складами сумішей. Характеристики цих кривих є аномальними і випадають із загальної закономірності зниження температури видалення адсорбционно зв'язаної води і її кількості з падінням вмісту Са-форми і зростанням Na-форми в бікатінной суміші.

Хоча середнє значення вільної енергії зв'язку води в структурі - більше, ніж для адсорбційної води, відмічено також, що видалення адсорбционно зв'язаної води часто відбувається пізніше, ніж гідратної.

Залежність між усадкою і втратою води цементного каменю з цементу з добавкою порошкоподібного кремнезему при твердінні протягом 7 діб при 20 С з подальшим висушуванням (цифри на кривих - вміст цементу в%. В /Ц), навіть після повної гідратації цементу є певний зміст капілярної вологи. Видалення капілярної вологи спочатку не супроводжується усадкою системи, однак після того, як вільна вода видалена з цементного каменю, починається видалення адсорбционно зв'язаної води, яке супроводжується усадкою, що протікає з тими ж закономірностями, що і в чистому цементному камені. Тому ділянки кривих на рис. 612 що характеризують усадку за рахунок видалення адсорбционно зв'язаної води, мають однаковий нахил для сумішей з різним вмістом цементу. Бетони, в яких вільна вода міститься в крупному заповнювачі або у великих порах і дефектах структури, характеризуються великою різноманітністю форм кривих усадки.

усадка ло перерізу елемента неоднакова через нерівномірне висихання. З ділянок бетону, розташованих ближче до поверхні до моменту нагрівання видаляється переважна частина вільної води і води макро - і мікрокапілярів, а також якась частина адсорбційно зв'язаної води.

Гідрофільність глинистих мінералів оцінюється різними формами зв'язаної води. За величиною і природі енергії зв'язку води П. А. Ребіндера розрізняє такі форми зв'язку: 1) хімічно зв'язана вода у вигляді гідроксильних іонів в гідратах і вода кристаллогидратов; 2) адсорбционно зв'язана вода; 3) капілярно зв'язана вода; 4) вільна вода, механічно захоплена дисперсної структурою і заповнює поровий простір.

Хімічно зв'язана вода володіє найбільшою енергією зв'язку з матеріалом і при сушінні не видаляється. До фізико-хімічно зв'язаної вологи відносять адсорбционно пов'язану і осмотично зв'язану воду. Адсорбционно зв'язана вода утримується на зовнішньої і внутрішньої поверхні колоїдних частинок (міцел) адсорбційними (молекулярними) силами. Адсорбція води мицеллами тіла супроводжується виділенням тепла і контракцією (стисненням) системи. Адсорбционно зв'язана вода за своїми властивостями (щільність, теплоємність і ін.) Відрізняється від вільної води. Максимальна кількість тепла виділяється при утворенні першого шару сорбированной вологи - мономолекулярного шару, при утворенні наступних полімолекулярних шарів міцність зв'язків і виділення тепла зменшуються.

В Внаслідок міцного зв'язку адсорбційної вологи з матеріалом змінюються і фізичні властивості цієї вологи. Адсорбційна вода має більш низьку температуру замерзання, більшу питому вагу і значно меншу діелектричну проникність. Так, наприклад, адсорбционно зв'язана вода торфу має питому вага 1 3 - 2 4 замерзає при температурі - 70 ° С, діелектрична проникність її 2 + 2 замість 81 у звичайній вільної води. Електропровідність адсорбційної води практично дорівнює нулю на відміну від електропровідності вільної води.

Вплив вмісту цементу в суміші на початкову усадку бетону з випробувань на повітрі в умовах 50% відносної вологості. Зміна обсягу висихає бетону не дорівнює обсягу вилученої з нього води. Втрата бетоном перших порцій вільної води не викликає усадки або ж викликає незначну усадку. При подальшому висиханні починається видалення адсорбционно зв'язаної води. Цей процес супроводжується зміною обсягу цементного каменю, величина якого дорівнює приблизно обсягом мономолекулярного шару води, що огортає всі частинки цементного гелю.

Криві ДТА вихідних зразків.

За мінералогічному складу порошок відноситься до кальцієво-магнієвих глин. На кривій нагрівання /(рис. 71) спостерігаються три ендотермічних ефекту, характерних для монтморіллонітових глин. Перший ендоеффект спостерігається при 140 С, що обумовлено виділенням адсорбционно зв'язаної води. Другий ендоеффект пов'язаний з втратою гідросілікатних груп решітки мінералу, а третій - слабкий при 800 С - з видаленням залишків гідросілікатних груп.

Таким чином, для видалення капілярно зв'язаної води також необхідно попередньо затратити певну енергію на відрив молекул від пристеночной плівки, хоча і меншу, ніж для відриву полімолекулярного шару рідини від поверхні твердого тіла. Для видалення з пор вільної, капілярної і адсорб-Ціон зв'язаної води внаслідок неоднаковою міцності зв'язків молекул води з коксом потрібна різна ступінь його нагрівання. Вільна вода видаляється в сушильній шафі при 105 С, капілярна і адсорбционно зв'язана вода - при 350 С. Чим менше радіус капіляра, тим менше тиск пари над меніском рідини і тим більшу енергію необхідно затратити для видалення води з капілярів.

Таким чином, для видалення капілярно зв'язаної води також необхідно попередньо затратити певну енергію на відрив молекул від пристеночной плівки, хоча і меншу, ніж для відриву полімолекулярного шару рідини від поверхні твердого тіла. Для видалення з пор вільної, капілярної і адсорб-стане зв'язаної води внаслідок неоднаковою міцності зв'язків молекул води з коксом потрібна різна ступінь його нагрівання. Вільна вода видаляється в сушильній шафі при 105 С, капілярна і адсорбционно зв'язана вода - при 350 С. Чим менше радіус капіляра, тим менше тиск пари над меніском рідини і тим більшу енергію необхідно затратити для видалення води з капілярів.

В /Ц), навіть після повної гідратації цементу є певний зміст капілярної вологи. Видалення капілярної вологи спочатку не супроводжується усадкою системи, однак після того, як вільна вода видалена з цементного каменю, починається видалення адсорбционно зв'язаної води, яке супроводжується усадкою, що протікає з тими ж закономірностями, що і в чистому цементному камені. Тому ділянки кривих на рис. 612 що характеризують усадку за рахунок видалення адсорбционно зв'язаної води, мають однаковий нахил для сумішей з різним вмістом цементу. Бетони, в яких вільна вода міститься в крупному заповнювачі або у великих порах і дефектах структури, характеризуються великою різноманітністю форм кривих усадки.

Для всіх складів, за винятком двох, спостерігається деяке зниження температури видалення цієї вологи, а також глибини ендоеффектов в міру збільшення вмісту Na-форми в суміші. Для цієї суміші температура піку 1-го ендотермічного ефекту дорівнює 160 він дуже глибокий, а кількість адсорбционно зв'язаної води також підвищується в порівнянні з сусідніми складами сумішей. Характеристики цих кривих є аномальними і випадають із загальної закономірності зниження температури видалення адсорбционно зв'язаної води і її кількості з падінням вмісту Са-форми і зростанням Na-форми в бікатінной суміші.

Іншою причиною зменшення обсягу бурового розчину в свердловині є Контракційна ефект в системі глина - вода. Контракція властива багатьом твердих тіл у водному середовищі і супроводжується скороченням сумарного обсягу змішуються речовин. Явище контракції в системі глина - вода обумовлено протіканням сорбційних процесів і визначається властивостями адсорбционно зв'язаної води. Частина води при взаємодії з глиною зв'язується на поверхні глинистих частинок молекулярними силами і набуває підвищену щільність. В результаті адсорбції частини води обсяг її в системі а отже, і загальний обсяг системи зменшуються.

При постійному навантаженні на бетон протягом тривалого часу пластичні деформації наростають і можуть перевищити в 3 - 3 5 разу початкову пружну деформацію. Цей процес називається ползучестью бетону. Прийнято вважати, що повзучість бетону пов'язана з наявністю в цементному камені гелевою структурної складової, що містить адсорбционно зв'язану воду. Під навантаженням гелева складова необоротно деформується в результаті втрати межплоскостним води.

Менша кількість водневих зв'язків, в яких (в середньому) бере участь молекула води, поряд з наявністю противоионов призводить до зниження температури замерзання граничного шару. За даними[83, 103, 127], Основна маса води в дисперсіях Li - і Na-монтморилоніту замерзає в інтервалі від - 3 до - 5 С. Однак навіть при - 10 С близько 0 3 г Н2О на 1 г глини (що приблизно відповідає кількості адсорбційно зв'язаної води при p /ps - 0 9) ще залишається незамерзаючих.

Пояснити тиск набухання тільки освітою сольват-них верств можна, так як це кількість води дуже мало порівняно з загальною зміною обсягу. Інша справа при набуханні крохмалю. У цьому випадку немає довгих, легко розпрямляється мицелл, і кількість води набухання далеко не так сильно перевищує кількість адсорбционно зв'язаної води. Утворені сольватні шари дають тиск лише в початковий період набухання (але тиск тут дуже велике); в цьому випадку відбуваються явища, описані Дерягіньш 3 під назвою расклинивающего дії.

Температурна деформація розширення бетону в основному залежить від виду заповнювача і вологості бетону. При нагріванні заповнювач розширюється. При нагріванні до 100 - 200 С відбувається розширення цементного каменю, яке при більш високих температурах пропадає через температурної усадки, викликаної видаленням адсорбционно зв'язаної води з гелю. При нагріванні бетону з великою вологістю спостерігаються деформації розширення, так як видалення вільної води не викликає усадки до тих пір, поки вологість бетону вище ефективною. При ефективної вологості бетону, приблизно рівній 2 - 3%, гель має максимальну ступінь зволоження, але вільна вода відсутня.

З кривими швидкості сушіння досліджуваних глин гармоніюють криві усадки (див. Рис. 6), що показують, що остання відбувається лише в періоді постійної швидкості і закінчується при вологості приблизно рівній першому критичному вологовмісту. Той факт, що вакуумирование пластичних Бескудніковском і Кучинской глин значно знижує їх усадку як за абсолютною величиною, так і за інтенсивністю, яка характеризується коефіцієнтом лінійної усадки, безсумнівно пояснюється ущільненням маси в процесі вакуумування. Разом з тим можна припустити, що зміна коефіцієнта лінійної усадки, який для даного матеріалу при незмінному режимі сушки є величиною постійною, обумовлюється зміною характеру зв'язку вологи з матеріалом. Збільшення адсорбционно пов'язаної вологи за рахунок капілярної має зменшити кількість усадочною води, оскільки адсорбционно зв'язана вода видаляється в період падаючої швидкості сушки, коли усадки практично не відбувається.