Способ определения структурно-реологических свойств каустобиолитов Советский патент 1991 года по МПК G01N24/10 

Изобретение относится к определению качества материалов, применяемых при строительстве скважин и фундаментов сооружений методом стена в грунте, и может быть использовано для определения спо- собноср/.каустобиолитов (сапропели, торф, бурый уголь) образогывать устойчивые коллоидные структуры в водной среде. Данное свойство является определяющим при выявлении возможности использования ка- устобиолитов для стабилизации цементных шламов, получения и обработки буровых растворов,

Известен способ определения структурно-реологических свойств каустобиолитов, заключающийся в проведении реологических исследований. При этом наиболее распространенным реологическим параметром является коэффициент Сккс (критическая концентрация структурообразования) - процентное содержание материала в водной системе, при котором завершается образование в объеме. системы пространственной коагуляционной сетки.

При этом затраты рабочего времени на проведение исследования одного образца достигают 15-20 ч, необходимых для его подготовки (диспергирование и процеживание), снятия не менее 5 реологических кривых и обсчета полученных результатов.

Известен способ определения структурно-реологических свойств каустобиолитов по содержанию в них минеральных и органических веществ (08). Установлено, что

структурно-реологические свойства каустобиолитов улучшаются с повышением содержания 0В,

Однако данный способ имеет недостаточную достоверность, особенно при высоком содержании 0В, так как в нем не принимается во внимание качество органического вещества, являющегося основным структурирующим началом кзустобиолитов. Обнаружено, что образцы каустобиолитов с рдинаковым (высоким) содержанием 0В мо- ,гут значительно отличаться по структурно- реологическим свойствам.

Кроме того, известен способ определения структурно-реологических свойств каустобиолитов, включающий определение содержания 0В и его качества - содержание в ОБ гумииовых кислот (ГК) и легкогидроли- зуемые вещества (Л Г), что значительно повышает достоверность определения.

Однако определение содержания ГКи Л Г в 08 не менее трудоемко, чем определение структурно-реологических свойств каусто- биолитов по реологическим характеристикам их водных дисперсий.

Целью изобретения является повышение достоверности определения структурирующих свойств и снижение трудоемкости для образцов каустобиолитойс высоким содержанием органического вещества.

Способ основан на обнаруженной связи концентрации парамагнитных центров (ПМЦ) в 0В каустобиолитов, определяемых методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), со способностью последних Образовывать коагуляционные структуры. 1 При анализе каустобиолитов регистрируют спектр ЭПР навески исследуемого образца при уровне СВЧ-мощности 1-5 МВт и значении амплитуды ВЧ-модуляции постоянного магнитного поля Нт 0,5-1 Гс, после чего определяют содержание ПМЦ в 0В навески и по их концентрации и содержанию 0В судят о структурно-реологических свойствах каустобиолитов.

П р и м е р 1. Берут навеску величиной 50 мг образца органического сапропеля, имеющего содержание ,3, ,7 и значение ,8%. Регистрируют спектр ЭПР данной навески при уровне СВЧ-мощности 2,5 МВт и значении амплитуды ВЧ-модуляции постоянного магнитного поля ,75 Гс, из интенсивности спектра ЭПР определяют содержание органических ПМЦ в навеске, затем делят ее на величину навески и содержание 0В (Сов), получая тем самым концентрацию ПМЦ в органическом веществе исследуемой навески. Она оказалась равной 1,05-1017 сП/г.

Примеры 2-6. Аналогично примеру 1 определяют концентрацию ПМЦ в 0В ряда других образцов сапропеля с высоким содержанием ОЗ. Характеристика их приведена е таблице. Как видно из данных таблицы, несмотря на близкое (высокое) содержание 0В, первые 3 образца сапропелей характеризуются существенно более низкими значениями Сккс и IQB по сравнению с

остальными тремя образцами. При этом наибольшее значение Сккс и 0е наблюдается в случае торфосапропеля. Математическая обработка данных таблицы показала низкую степень взаимосвязи между Сккс и содержанием О В (коэффициент корреляции ,47). Степень взаимосвязи между Сккс и отношением ГК-ЛГ несколько выше (г 0,50). В то же время учет качества, так и количества О В по формуле Сккс К заметно

повышает коэффициент корреляции (г 0,58). Оценка качества 0В по содержанию водорослей оказалась более достоверной (г -0,74). Однако поправка на содержание

0В по формуле Сккс К

водоросли 0В

не

повышает степени достоверности (г -0,70). Взаимосвязь между Сккс и ПМЦ существенно выше (г 0,93), т.е. при высоком содержа- нии 0В структурирующие свойства каустобиолитов определяются в первую очередь качеством 0В, а не его количеством. В то же время учет как качества, так и колиIOR

чества 0В по формуле Сккс К не

сколько повышает достоверность определения (г 0,95).

Приведенные результаты свидетельствуют, что по сравнению с прототипом регистрация спектров ЭПР позволяет существенно повысить достоверность определения и снизить трудоемкость при анализе образцов каустобиолитов с высоким содержанием органического вещества.

Формула изобретения

Способ определения структурно-реологических свойств каустобиолитов, включающий определение содержания органического вещества Сов, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения достоверности определения и снижения трудоемкости для образцов с высоким содержанием органического вещества, регистрируют спектр ЭПР исследуемого

образца, определяют интенсивность сигнала органических парамагнитных центров и их концентрацию 1ов в образце, а о структурно-реологических свойствах каустобиолитов судят по соотношению 1ов/Сов.

Изобретение относится к определению качества материалов, применяемых при строительстве. Цель изобретения - повышение достоверности определения и снижения трудоемкости для образцов каустобиолитов с высоким содержанием органического вещества. Цель достигается тем, что качество органического вещества определяют путем регистрации спектра электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) навески исследуемого, образца при уровне СВЧ-мощности 1-5 мВт и значении амплитуды ВЧ-модуляции постоянного магнитного поля Нт - 0,5-1 гс и по интенсивности спектра ЭПР определяют содержание парамагнитных центров в органическом веществе навески и по их концентрации судят о структурирующих свойствах каустобиолитов. 1 тэбл. &г«а