Объемный вес глинистых минералов

17.06.2018
Удельные веса глинистых минералов колеблются в очень узких пределах, примерно 2,5—2,8. Железистые глинистые минералы характеризуются большими удельными весами. Истинный удельный вес аттапульгита и галлуазита установить трудно из-за неопределенности содержания жидкости в удлиненных каналах между частицами минералов. Для этих минералов приводятся несколько меньшие удельные веса, чем указанные здесь величины.

Объемный вес природных глинистых грунтов и глин зависит от их минерального и гранулярного составов, текстуры и коэффициента пористости, а также влажности. Очень малые объемные веса имеют сухие или почти сухие аттапульгитовые глины. Монтмориллонитовые глины и глины, состоящие из слабогидратированного галлуазита, вероятно, также характеризуются низкими объемными весами. Беспорядочное расположение, удлиненная форма и очень мелкие размеры частиц этих глин обусловливают довольно высокую пористость пород. Пока очень мало данных об объемном весе вымешанных глин различного состава. Мартин и Ламб показали (фиг. 5-32), что уплотненные каолинитово-песчаные смеси имеют максимальный объемный вес при содержании 70% песка и 30% глины и что их объемный вес превышает объемные веса чистых компонентов.

Ламб и Мартин отметили, что уплотненные галлуазитовые глины характеризуются довольно низкими объемными весами (65—80 фунт/куб. фут) и что максимальный объемный вес они приобретают при очень высокой влажности. Приведенные этими исследователями данные указывают на то, что максимальные объемные веса в высушенном состоянии менее 70 фунт/куб. фут, а оптимальная влажность воды достигает 50%. Полагают, что объемный вес уплотненных аттапульгитовых глин будет также очень низким, в то время как объемные веса уплотненных монтмориллонитовых глин сильно колеблются в зависимости от состава, формы и размера частиц, а также состава обменных катионов. Однако монтмориллонитовые глины с такими же низкими объемными весами, как у аттапульгита, или с такими большими, как у иллитовых, хлоритовых и каолинитовых глин, встречаются редко.

Ламб и Мартин привели результаты определения объемных весов сухих уплотненных нонтронитов, насыщенных различными обменными катионами (фиг. 5-33). Эти данные свидетельствуют о том, что при низкой влажности объемный вес уплотненного нонтронита зависит от состава обменных катионов, которые по степени уменьшения объемного веса располагаются в следующем порядке: натрий, кальций, магний, трехвалентное железо, калий. При большой влажности объемный вес почти не зависит от состава обменных катионов. Как и следовало ожидать, в случае натрия оптимальная влажность при максимальном объемном весе меньше, чем в присутствии других обменных катионов.

Для глинистых минералов натрий вообще по сравнению с другими катионами обусловливает наименьшие величины максимальной плотности перемешанных глин, потому что в случае натрия она меньше зависит от количества связанной воды из-за восстановления сил сцепления между частицами и уменьшения количества воды, необходимой для перераспределения частиц. Объемные веса каолинитовых и иллитовых глин в уплотненном состоянии пока не изучены, однако они, вероятно, того же порядка, что и максимальные объемные веса нонтронитов. Кроме того, можно полагать, что их объемные веса мало зависят от состава обменных катионов, хотя натрий, вероятно, понижает количество воды при максимальном объемном весе.