ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ КАРБОНАТНЫХ ПОРОД С ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫМИ И ПОЛЯРНЫМИ ЖИДКОСТЯМИ
Карбонатные породы широко используются в качестве дорожно-строительных материалов. В частности, щебень и минеральный порошок известняковые применяются в составе асфальтобетонных смесей, щебень карбонатный - в цементобетонах, рядовой и обработанный органическими вяжущими веществами (черный щебень) - в основаниях и покрытиях дорожных одежд и т.д. При этом карбонатные породы контактируют с органическими вяжущими веществами и водой. Известно, что поверхность карбонатных пород, в целом, заряжена положительно. Вышеупомянутые жидкости, в частности нефтяной битум, содержит в своем составе отрицательно заряженные группы - асфальтогеновые (нафтеновые) кислоты и их ангидриды, вода - ионы OH- [1]. Такие жидкости сокращенно назовем активными жидкостями. Известно, что в результате действия межмолекулярных сил и химических процессов в контактных зонах битума с карбонатными породами возникают твердообразная, структурированная и диффузная зоны [1, 2]. По исследованиям Б.В.Дерягина и его сотрудников [3] и других [4, 5], твердообразная зона не обладает клеящими свойствами и она имеет высокую несущую способность. С.Грег и К.Синг рассматривают эти слои как продолжение твердого тела, подстилки {6]. Толщина твердообразной зоны на известняковом камне для битумов по различным источникам составляет от 0,08...0,45 до 1,2...17 мкм и даже до 60...80 мкм.
Исследованиями ак. П.А.Ребиндера и его учеников установлено, что твердость кальцита и других кристаллов при действии на них поверхностно-активными веществами может резко снизиться их твердость [7]. Это явление известно под названием адсорбционного снижения твердости и прочности или эффекта ак. П.А.Ребиндера. Приняв допущение о тождественности твердости и прочности кристаллических тел и о взаимосвязи процессов образования на поверхностях карбонатных пород (в дальнейшем камня) адсорбционных слоев со снижением их свободной поверхностной энергии, можно записать:
,
где - суммарная величина свободной поверхностной энергии камня объемом , где - поперечный размер камня; b - объемный коэффициент: для куба b = 1,00, для шара - b = 0,52; - снижение адсорбционной прочности (твердости) камня, согласно эффекта ак. П.А.Ребиндера; A - коэффициент пропорциональности или коэффициент адсорбции.
После преобразований с учетом дефектности поверхности камня и решения относительно получено следующее выражение:
= ,
где - свободная поверхностная энергия на разделе фаз «камень-жидкость»; - суммарная площадь поверхности контакта жидкости и камня.
При поверхностной обработке камня активной жидкостью формула для определения значения примет вид:
= .
Предположив, что в результате образования на поверхностях камня прослоек твердообразной зоны будет увеличиваться его плотность и имея ввиду наличие корреляционной зависимости между плотностью и прочностью [8], получена зависимость для вычисления ожидаемого повышения его прочности :
= ,
где - первоначальная прочность камня; - объем пропитанной части камня: ; - площадь внутренних поверхностей камня; - толщина твердообразной зоны пленки активной жидкости на поверхности камня.
При поверхностной обработке камня = 0. Следовательно = 0. Тогда:
.
Окончательно, с учетом адсорбционных процессов в зонах контактов и распределяющей роли рыхлосвязанных слоев пленки жидкости (структурированной и диффузной частей) конечную прочность камня после обработки активной жидкостью можно определять по следующей формуле:
= ( ,
где y - коэффициент распределения напряжений.
Для проверки достоверности наших представлений об адсорбционных процессах в зонах контактов активных жидкостей с поверхностью камня были поставлены специальные опыты. При этом установлены значения коэффициента адсорбции А и хаpaктер изменения его плотности и прочности при обработке известнякового камня расплавленным вязким и разжиженным нефтяными битумами и водой. Получены следующие значения коэффициента адсорбции А: для битумов А = 46,52 . 10-10; для воды А = 3075,9 . 10-10. Соотношение адсорбционного снижения прочности камня к адсорбционному повышению его прочности в среднем составляет для битума - 1,38, а для воды - 46,39. Воздействие на камень активными жидкостями приводит к комплексному изменению всех его свойств.
Итак, проведенные экспериментальные работы подтвердили наши теоретические представления, гипотезу, о присутствии, наряду с процессами адсорбционного снижения прочности по эффекту ак. П.А.Ребиндера, процессов адсорбционного повышения камня при воздействии на них активными жидкостями. Это говорит о том, что при проектировании дорожных конструкций необходимо учитывать ожидаемые изменения свойств каменных материалов под воздействием органических вяжущих веществ и воды.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Королев И.В. Пути экономии битума в дорожном строительстве.- М.: Tрaнcпорт, 1986.- 464 с.
- Рыбьев И.А. Асфальтовые бетоны.- М.: Высш. шк., 1969.- 399 с.
- Дерягин Б.В., Кротов Н.А., Смилга В.П. Адгезия твердых тел.- М.: Наука, 1973.- 270 с.
- Мурзаков Р.М., Галлямова Э.А., Сюняев З.И. Механические свойства нефтяных остатков в граничных слоях//Химия и технология топлив и смaзoк.- 1980.- N3.- С. 32 - 34.
- Колбановская А.С., Ефимова Л.И. Влияние природы битума и поверхности каменного материала на свойства битума в тонких слоях//Автомоб. Дороги.- 1962.- N7.- С. 15 - 17.
- Грег С., Синг К. Адсорбция. Удельная поверхность. Пористость/2-е изд. Пер. с англ. Д.х.н., проф. А.П.Карнаухова.- М.: Мир, 1984.- 306 с., ил.
- Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных средах//Избр. Труды.- М.: Наука, 1979.- С. 31 - 32.
- Производство щебня из карбонатных пород/И.Б.Шлаин, Р.А.Родин, М.М.Нисневич и др.- М.: Стойиздат, 1971.- 400 с.
Статья в формате PDF
184 KB...
12 04 2026 14:43:22
Статья в формате PDF
116 KB...
11 04 2026 17:36:38
Статья в формате PDF
111 KB...
10 04 2026 2:26:34
Статья в формате PDF 281 KB...
09 04 2026 8:35:31
Статья в формате PDF
114 KB...
08 04 2026 0:19:57
Статья в формате PDF
106 KB...
07 04 2026 21:30:13
Статья в формате PDF
120 KB...
06 04 2026 21:13:29
В работе представлены результаты исследования влияния высокоинтенсивных физических факторов электрического поля коронного разряда (ЭПКР), создаваемого установкой «Экран», и некогерентных световых импульсов (НСИ), создаваемых установкой «Стимул» [1, 2], на семена овощных культур, с целью повышения урожайности.
По результатам исследования выявлено, что все использованные в эксперименте режимы высокоинтенсивного физического воздействия на семена овощных культур оказывают стимулирующий биологический эффект при оценке урожайности. Определено, что наиболее эффективными режимами ЭПКР для повышения урожайности овощных культур являются режимы с напряженностью электрического поля 3,5 кВ/см и 5 кВ/см. Выявлено, что наиболее эффективными режимами НСИ для повышения урожайности овощных культур является режим с запасенной суммарной электрической энергией импульсного источника энерго-питания 80 кДж. Показано, что при воздействии на посадочный материал картофеля НСИ с запасенной суммарной электрической энергией 40 кДж наблюдается стимулирование роста, развития, повышение всхожести и сокращение вегетационного периода картофеля. Кроме того, данное физическое воздействие вызывает повышение качества урожая картофеля, т.к. вес и количество крупных и средних клубней в опытной группе значительно больше, чем в контрольной.
...
05 04 2026 14:49:34
Статья в формате PDF
315 KB...
04 04 2026 6:42:36
Статья в формате PDF
162 KB...
03 04 2026 17:14:12
Рассмотрена современная классификация и номенклатура пробиотических средств. Проведен анализ по составу и форме выпуска препаратов, представленных на российском фармацевтическом рынке. Даны рекомендации по оптимальному дозированию препаратов пробиотиков и повышению их устойчивости с помощью метода иммобилизации.
...
02 04 2026 0:38:51
Статья в формате PDF
125 KB...
01 04 2026 19:10:49
Статья в формате PDF
75 KB...
31 03 2026 16:54:42
Статья в формате PDF
112 KB...
30 03 2026 6:11:30
Цели исследования: определить нормальную динамику показателей вариабельности ритма сердца в ответ на физиологическую нагрузку у мужчин и женщин. Дать клинико-физиологическую оценку показателей.
Материалы и методы. Нами было обследованы 48 здоровых пациентов, из них 32 – мужчины, 16 – женщины. Средний возраст 46 (± 3,6) года. Исследование проводилось на комплексе суточного мониторирования ЭКГ «ДНК» с программой вариабельности сердечного ритма при проведении лестничных проб. Определяли: ЧСС ночью и на нагрузке, депрессию ST, параметры ОНЧ, НЧ, ВЧ, НЧ/ВЧ – как в покое, так и на нагрузке, SDNN и pNN50 за сутки.
Результаты. Обнаружено, что на нагрузках значительно повышается мощность ОНЧ (на 80,4%, t – 2,6) и синнергично снижается мощность НЧ (на 72%, t – 1,7) и ВЧ (на 65%, t – 1,6). Пoлoвых различий не выявлено (t – 0,8).
Заключение: показатель «ОНЧ» отражает реализацию синусовым узлом симпатических влияний. «ВЧ» отражают активность парасимпатической нервной системы (что соответствует литературным данным). Показатель «Низкие Частоты» не может служить маркером активности симпатической системы (как предлагается в литературе), а скорее отвечает за реализацию вагуса или иной тормозящей структуры. НЧ/ВЧ не может служить показателем вегетативного баланса.
...
28 03 2026 9:55:31
Статья в формате PDF
101 KB...
27 03 2026 19:40:25
Статья в формате PDF
105 KB...
26 03 2026 0:13:25
Статья в формате PDF
245 KB...
25 03 2026 6:30:55
Статья в формате PDF
334 KB...
24 03 2026 15:25:45
Статья в формате PDF
333 KB...
22 03 2026 4:37:27
Статья в формате PDF
114 KB...
21 03 2026 15:28:27
В данной работе авторами обоснована актуальность исследований в области пенсионного обеспечения, раскрыты основные направления дальнейшего развития пенсионной модели.
...
20 03 2026 18:42:32
Статья в формате PDF
274 KB...
19 03 2026 4:53:29
Статья в формате PDF
110 KB...
17 03 2026 14:36:10
Статья в формате PDF
238 KB...
16 03 2026 19:59:56
Статья в формате PDF
260 KB...
14 03 2026 17:16:43
Представлено описание клинического наблюдения больного 68 лет, с первично-множественным paком кожи, у которого диагностировано 288 опухолевых очагов, 67 из которых пролечено различними методами, такими как кототкодистанционная рентгенотерапия, хирургическое иссечение, криодеструкция.
...
13 03 2026 0:25:54
Статья в формате PDF
112 KB...
12 03 2026 16:43:11
Статья в формате PDF
107 KB...
11 03 2026 4:38:51
Статья в формате PDF
137 KB...
10 03 2026 14:43:15
Статья в формате PDF
126 KB...
09 03 2026 23:29:25
Статья в формате PDF
79 KB...
08 03 2026 9:50:12
Статья в формате PDF
338 KB...
06 03 2026 12:53:14
В статье даётся оценка параметров экологической устойчивости 37 генотипов ячменя, выведенных в НИИСХ Северо-Востока, и 6 весенних сортов ячменя, районированных в Кировской области.
...
05 03 2026 16:24:47
Статья в формате PDF
151 KB...
04 03 2026 23:48:23
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
