流变学基础8-1流变学基础

《流变学基础8-1流变学基础》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第八章胶体8-1流变学基础8-2粘土的荷电性8-3粘土离子吸附与交换8-4粘土粒子的水化8-5粘土－水系统的胶体性质8-6瘠性料悬浮与塑化主要讲述粘土——水系统胶体如：动电性、流变性、触变性、聚沉性胶体是由物质之态组成的高分散颗粒为分散相，分散相另一相所形成的系统，其表面能较大，热力学上为不稳定体系，大致为粒子之间，即溶胶与悬浮液间粘土粒子则为0.1μm~10μm。即为：溶胶——悬浮液——粗分散体系分表相离子大小属胶体范围具有一系列胶体性质8-1流变学基础流变学——流动形有的一门科学一、牛顿流动特点：剪应力τ与速度梯变二、突汉流动与牛顿流动区别

2、在于应力必须小于f值，才开始流动，流动后又与牛顿里相同。f——屈服值三、塑性流动如右图外力必须超过一限度屈服值后才开始流动，随应力增加物料由紊流变为屈流，最后就发生牛顿流动。屈服值存在原因是物料内部粒子之间有内在结构存在系统发生流动须破坏这些不稳定的内在结构。硅酸盐工业泥浆流动即为此型四、假塑流动如图8-1（b）与塑流形差不多只是其无屈服值五、膨胀流动如图8-1（b）所示刚好是假塑性流动的相反过程同样无屈服值过原点。8-2粘土的荷电性一、负电荷粘土颗粒带负电荷主要由于粘土晶格内离子的同晶看换产生，粘土内负电荷帆晶置换引起的，大部分分布在层状硅酸

3、盐的板面，团而在板面上依静电引力吸引一些阳离子，以平衡其负电荷。二、两性电荷一些粘土在边面和在酸性条件下，由于从介质中接受质子而使边面带正电荷，如高岭土即：破键一键不平衡，在边面依保林规则计算，其中电荷分布上，可知在酸性条件下高岭石带正电荷，但在碱性条性下又带负电荷。以上即为高岭石两性电荷由于高岭不同晶置换少，因而其边面结晶构造断裂呈现活性表面上破键为带电主要原历三、净电荷净电荷：粘土的正负电荷代数和一般：负电荷正电荷因而粘土带负电荷。8-3粘土离子吸附与交换一、粘土阳离子吸附及交换特点：同号离子相互交换，离以等当量交换，交换和吸附力可逆过程和

4、交换不影响粘土本身结构。粘土阳离子交换容量100g干粘土吸附离子的mg当量数来表示粘土阳离子交换容量影响因素矿物组成、粘土细度、有机质数量、溶液PH值、离子浓度其值为——波动范围对于各种离子，其交换能力有顺序即：阳离电荷数及其水化半径——影响粘土与离子间作用力当环境条件相同时，离子价数愈高则与粘土吸力愈强，由于电荷密度高，密度小，粘土对其吸力最强，离子水化膜厚度与离子半径大小有关，对于同价离子、半径愈小则水膜愈厚。依以上分析依离子价效应和离子水化半径，可把粘土阳离子交换序拜排列：H+>Al3+>Ra2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+>NH4+>

5、K+>Na+>Li+在浓度相等深液里，前面交换后面二、粘土阴离子吸附与交换阴离子吸附与交换具有下列特点：1、值升高，阴离子吸附量下降，因PH值大则正电荷低2、吸附与交换在矿物边面上进行3、阴离子形状与边面结构单位几何情况相适应，或阴离子与粘土离子几何大小相同。另外阴离子交换容量大小与粘土矿物组成有关，按照边面正电荷与阴离子间静电引力大小为次序列出如下：OH->CO22->P2O74->PO43->I->Br->Cl->NO3->F->SO42-离子浓度相同前面置换后面8-4粘土粒子的水化水分子为极性分子，处于颗粒或离子电场作用，表现与纯水很大不

6、同一、粘土与水作用粘土颗粒与水的作用由下述几个原因:1、氢键：粘土表面之H+与OH-靠近表面的H2O分子之间氢键结合，构成了一层一层的氢键层和共价键层和共价键层使极性水分子依次重叠排列;2、负电荷电场粘土表面负电场使极性水分子定向排列;3、水化粘土吸附之间阳离子——水化离子且水与这些离子结合而成为牢固结合水，疏松结合水和自由水。牢固结合水与粘土形成一整体一起在介质中运动牢固结合水为松结合水，此定向程度较差不与颗粒一起运动自由水：与一般水同样，不与离子结合。粘土与不同价阳离子吸附后水量一价＞二价＞三价同价阳离子情况为离子半径小阳离子结合＞半径大离

7、子结合水二、粘土胶团结构胶团结构分为三层:1、胶核粘土质点本身带负电2、胶粒胶核周围吸附着一些空间向偶极水分子和一些水化阳离子且吸附层随胶核一起在介质中运动。两部分合起来即称为此。其为胶核+吸附层=胶粒3、胶团吸附层外另有一部分阳离子，其不随胶粒一起运动。此一部分电荷称为扩散层胶粒+扩散层=胶团二、粘土胶体的动电性质动电性质：在电场个其他力场作用下，固体颗粒相对另一液相作相对移动时所表现出的电学性质称为次阳离子在水中分布图在P点平衡了粘土表面全部负电荷即正电荷浓度由大变小P点为中性点在外场力作用下，粘土质点与AB内阳离子一起向正极移动即为吸附层

8、另一部分扩散层却向负极运动。动电电位：吸附层与扩散层带有相反的电荷，借以相对移动时两者之间存在电位这个电位差即为此粘土质点表面与扩散层之间的总电位差称