Nghiên cứu tính chất lưu biến của dung dịch bentonite

Dung dịch bentonite với thành phần chính là sét monmoriolite, với đặc tính trương nở lớn, hệ số thấm rất nhỏ nên được sử dụng rất rộng rãi trong xây dựng với mục đích chống thấm, chẳng hạn với các công trình hầm trong đô thị hay xử lý thấm cho hệ thống đê điều. Bài viết trình bày việc nghiên cứu tính chất lưu biến của dung dịch bentonite.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tính chất lưu biến của dung dịch bentonite Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA DUNG DỊCH BENTONITE Trương Quốc Quân Trường Đại học Thuỷ lợi, email: quantq@tlu.edu.vn1. GIỚI THIÊỤ CHUNG dịch bentonite bằng mô hình lưu biến Bingham. Đây là mô hình được đặc trưng bởi Dung dịch bentonite với thành phần chính giới hạn chảy τo và độ nhớt dẻo ηp.là sét monmoriolite, với đặc tính trương nởlớn, hệ số thấm rất nhỏ nên được sử dụng rấtrộng rãi trong xây dựng với mục đích chốngthấm, chẳng hạn với các công trình hầmtrong đô thị hay xử lý thấm cho hệ thống đêđiều. Bentonite có thể sử dụng độc lập trongcác hạng mục xử lý tức thời hoặc dùng chungvới xi măng và một số phụ gia khác trong cáchạng mục xử lý lâu dài. Do vậy việc hiểu rõtính chất lưu biến của dung dịch này là rấtquan trọng. Hình 1. Mô hình chất lỏng Bingham2. TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA DUNG Mặt khác, theo Yen et al., 2002 [7]; DỊCH BENTONITE Bekkour et al., 2005 [1], tính chất đặc biệt của dung dịch có chứa bentonite là sự thay Dung dịch bentonite được ứng dụng rộng đổi tính chất theo thời gian nghỉ (thixotropie).rãi trong xây dựng vì nó có những tính chất Cụ thể nếu để dung dịch chứa bentonite nghỉưu việt sau (Kenneth & Donal, 2007 [5]; càng lâu thì giới hạn chảy, độ nhớt dẻo tăngChan, 2005 [3]): lên càng nhiều. - Độ nhớt của dung dịch có thể thay đổi dễdàng bằng cách thay đổi hàm lượng bentontie; 3. CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM - Tính lan truyền trong môi trường đất cao; - Sử dụng với hàm lượng hợp lý thì giảm a) Vật liệu thí nghiệmthiểu được độ lắng đọng của dung dịch; Bentonite được sử dụng cho chương trình - Khi được dùng chung với xi măng thì thí nghiệm là loại “Bentonil C-Forage T”bentonite tăng tính đồng nhất và kéo dài thời được cung cấp bởi công ty Süd-Chemie, cộnggian ninh kết của dung dịch. hoà Pháp. Đây là loại bentonite có các đặc Theo Ramos-Tejada et al., 2001 [6]), dung trưng gần giống với loại bentonite API 300dịch bentonite luôn có giới hạn chảy τo-là đang được sử dụng tương đối rộng rãi ở Việtứng suất cắt tối thiểu cần tác dụng lên dung Nam (về cấp phối, độ nhớt, độ thải nước).dịch để nó bắt đầu chảy. Đường cong cấp phối của loại bentonite được Nhiều mô hình lưu biến được đề xuất để thể hiện ở hình 2.mô tả tính chất của dung dịch bentonite, tuy Dung dịch bentonite được chuẩn bị ở sáunhiên theo Cambefort, 1967 [2]; Fell et al., nồng độ khác nhau với tỉ lệ betonite/nước lần2005 [4] thì có thể mô tả tính chất của dung lượt là 3%, 5%, 7%, 10%, 12%, 15%. 37Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 b) Thiết bị thí nghiệm Từ hình 4 ta thấy rõ tính chất lưu biến của Thiết bị được sử dụng cho chương trình thí dung dịch bentonite thay đổi rõ rệt theo nồngnghiệm là nhớt kế FANN 35 loại tiêu chuẩn độ bentonite.R1-B1-F1 do viện dầu khí Mỹ chế tạo. Đây Bảng 1. Tổng hợp kết quả thí nghiệmlà loại nhớt kế đơn giản, dễ thao tác, nhỏ gọnvà rất phù hợp cho loại chất lỏng Bingham B/N (%) 3 5 7 10 12 15(xem hình 3). Nguyên tắc hoạt động của thiết Độ nhớt dẻo 2 5 9 15 21 30bị này là áp dụng tỉ suất cắt và đo ứng suất μ (cPo)cắt tương ứng. Dung dịch bentonite được lấp Giới hạn chảyđầy khe hở giữa 2 vòng lăng trụ. Vòng phía 0,5 1,5 5,6 14,3 15,8 22,5 τo (Pa)ngoài quay với tốc độ không đổi, lần lượt là3, 6, 100, 200, 300, 600 vòng/phút. Dungdịch bentonite chuyền chuyển động quay nàytới vòng phía trong và từ chuyển động củachi tiết này, ta có thể tính giới hạn chảy vàđộ nhớt dẻo theo công thức sau: - độ nhớt dẻo ηp (cPo) = N600 – N300 - giới hạn chảy τo (Pa) = 0,511.(N300-ηp) Hình 4. Đồ thị Ứng suất cắt - tỉ suất cắt Từ bảng 1 ta thấy độ nhớt dẻo và giới hạn chảy thay đổi rất nhanh theo mức tăng nồng ...