Wpływ modyfikacji surowca ilastego z Dylągówki na właściwości reologiczne jego wodnych zawiesin

This paper deals with the effects of modifications to clay-siliceous raw material from Dylągówka (Dynów foothills, SE Poland), which alter the rheological properties of its water suspensions. The investigations were carried out on three samples collected from various depths of the deposit as they considerably differ in their contents of smectite and other minerals. The samples were either modified with soda or activated with sulphuric (VI) acid and used to prepare their water suspensions with various contents of solids. The suspensions were subject to determinations of viscosity and flow curves. Dependencies of three variables of the suspensions (rheological properties, mineral composition of the solid phase, and the modifications introduced) were assessed on the basis of: the contents of the solid phase in the suspensions required to obtain a viscosity of 1000 mPas; hypothetical, calculated thixotropic energy. These show that the amount of solids in the water suspension required to obtain the required viscosity is considerably lower in samples with higher contents of smectite and in those activated with sodium. In turn, the acid activation that partially alters smectite towards a protonated silica gel decreases the viscosity and thixotropy of the suspensions, which was confirmed in the studies of mid-infrared spectroscopy. The conducted studies provide important information needed in designing the mineral composition of drilling fluids and others applications.W pracy przedstawiono wpływ modyfikacji surowca ilasto-krzemionkowego z Dylągówki (Pogórze Dynowskie, południowo-wschodnia Polska) na właściwości reologiczne jego wodnych zawiesin. Do badań przeznaczono trzy jego próbki pobrane z różnych głębokości złoża różniące się w znacznym stopniu udziałem smektytu i innych minerałów. Próbki te zostały poddane modyfikacji poprzez wprowadzenie sody (5%) i aktywacji kwasem siarkowym (VI). Sporządzono z nich wodne zawiesiny o różnym stężeniu fazy stałej i przeprowadzono na nich badania reologiczne polegające na określeniu krzywych lepkości i krzywych płynięcia. W celu wyznaczenia charakteru zmian we właściwościach reologicznych zawiesin wynikających ze zmiennego składu mineralnego próbek i z wprowadzonych modyfikacji oszacowano zawartość fazy stałej w zawiesinach potrzebnej do uzyskania zadanej lepkości 1000 mPas oraz ich hipotetyczną energię tiksotropową. Przedstawione w pracy rezultaty wskazują, że stężenie fazy stałej w wodzie, wymagane do uzyskania odpowiedniej lepkości, jest znacznie mniejsze dla próbek o wyższym udziale smektytu oraz dla próbek aktywowanych sodowo. Z kolei aktywacja kwasowa wywołująca w surowcu częściowe przejście smektytu w protonowany żel krzemionkowy powoduje zmniejszenie lepkości i tiksotropii zawiesin, co zostało udowodnione na podstawie badań spektroskopowych w środkowej podczerwieni. Przeprowadzone badania mogą być zatem pomocne w projektowaniu składu mineralnego płuczek wiertniczych i innych zastosowań wodnych zawiesin smektytowych

Bentonite granulates as a seals for mobile flood barriers

Bentonity i inne surowce smektytowe są szeroko stosowane w wielu gałęziach przemysłu. Autorzy niniejszej pracy dokonali analizy przydatności bentonitowych granulatów pęczniejących w celu ich użycia jako uszczelnień w mobilnych zaporach przeciwpowodziowych. Do tego celu dokonano analizy porównawczej parametrów pęcznienia i uziarnienia trzech dostępnych na rynku granulatów a następnie wykonano próbę makroskopową pęcznienia na specjalnie do tego celu przygotowanym stanowisku badawczym. Wykonane badania wykazały, że nie tylko udział składnika pęczniejącego – smektytu – znacząco wpływa na doszczelnianie układu, ale determinuje go przede wszystkim rozkład wielkości granul i rodzaj smektytu.Bentonites and other smectite raw materials are widely used in many industries. The authors of the study analyzed the suitability of swelling granulates for their use as a seals in mobile flood barriers. For this purpose, a comparative analysis of the swelling and granulation parameters of three samples available on the market was performed. This results was compared with a macroscopic swelling test, which was realized on the specially prepared test stand. The carried out research shows that not only the content of the swelling minerals – mainly smectite – affect on the sealing of the system, but also they are determine by granules size distribution and the type of smectite