Способ определения распределения пор по радиусам в защитно фильтрующих материалах

(51)5 0 ИДЕТЕЛ ЬСТВУ К АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОР ПО РАДИУСАМ В ЗАЩИТНОФИЛЬТРУЮЩИХ МАТЕРИАЛАХ(57) Изобретение относится к области мелиорации земель и может быть использованопри определении структурных характериИзобретение относится к области мелиорации земельи может быть использовано при определении структурных характеристик нетканых защитно-фильтрующих материалов (ЗФМ) при использовании их в качестве фильтров горизонтального дренажа.Цельюпредлагаемого изобретения , является "повышение точности и расширение функциональных воэможностей предла-. гаемого способа.На фиг.1 изображена схема прибора для осуществления способа; на фиг,2 - представлены кривые зависимости объема вытекающего керосина от времени.Прибор представляет собой камеру 1, в которой размещена капроновая мелкопористая мембрана 2, установленная на пластине 3, выполненной из органического стекла. стик нетканых защитно-фильтрующих материалов (ЗФМ) при использовании их в качестве фильтров горизонтального дренажа, Сущность способа заключается в следующем. За счет предварительного помещения образца в кассету создается необходимое сжатие, соответствующее давлениюкоторое испытывает ЗФМ на контакте грунта и трубы при соответствующей глубине заложения. Образец ЗФМ жидкостью в сжатом состоянии, поэтому мы получает распределение пор по размерам, соответствующее деформации фильтра, которую он получает в рабочем состоянии. Причем его мы можем сравнить с распределением пор по размерам в ненагруженном состоянии и выяснить зависимость изменения размеров пор и их распределение по радиусам в зависимости от величины сжатия, 2 ил 5 табл,Мембрана 2 плотно прикреплена к пластине 3 с помощью прижимного кольца 4 и стягивающих винтов 5.Для предотвращения прорь 1 вэ воздуха служат прокладки из маслостойкой резины 6,На мелкопористую мембрану 2 устанавливается кассета 7 с набором того количества слоев ЗФМ, которое соответствует толщине материала при рабочем давлении грунта. Эта кассета 7 представляет собой цилиндр из нержавеющей стали с перфорированным дном 8 и внешней резьбой, которая сверху плотно закрывается с помощью навинчивающейся перфорированной крышки 9. Вакуум в рабочей камере создают с помощью - вакуум-насоса (на фиг, не показан).а 4550 55 Фиксирование расхода керосина на насыщение осуществляют с помощью бюретки 10, а бюретка 11 служит для определения объема освободившейся из образца жидкости при данной величине разряжения. Отсчет времени,в течение которого вытекает определенный объем жидкости из образца, ведут с помощью таймераП р и м е р . Были исследованы материалы, изготовленные промышленностью, имеющие определенную плотность в соответствии с ТУ (количество волокон на 1 см ):2, Бидим, Лекан, Сиэи. Количество слоев ЗФМ "Бидим" в кассете 7 составляло от 6 до 8, "СИЗИ" - от 7 до 10, "Лекан" - от 5 до 10, Рабочее давление составляло до 200 гс/см .2 При использовании ЗФМ в качестве фильтра горизонтальной дрены размер основных фильтрующих пор должен составлять 0,1- 0,2 мм. Поэтому для оценки ЗФМ особенно важно выяснить какая доля в общей пористости образца представлена порами этого размера, Для выяснения этого необходимо исследовать образцы в интервале разрежений от 12 до 35 см.вод ст, Так как существует ограничения на присутствие в ЗФМ для горизонтального дренажа пор как больших0,3 мм, так и меньших размеров0,05 мм, то необходимо выяснить и долю их присутствия в общей пористости. Насыщение образцов проводили керосином постепенно снизу, чтобы в образце не осталось защемленного воздуха,Постепенно уровень керосина доводили до верха кассеты 7, Расход керосина фиксировали по бюретке 10. Затем образец выдерживали в состоянии насыщения и помещали в рабочую камеру 1 на мелкопористую мембрану 2. Причем размер кассеты 7 соответствует размеру мембраны 2, Затем в камере создают постепенно вакуум так, чтобы уровень жидкости.не отрывался от мембраны 2.По подъему уровня в бюретке 11 определяют объем освободившейся иэ обраэц жидкости при данном разрежении. Поскольку величина разрежения определяется по формуле: где Ьр - величина разрежения,(Па);о - поверхностное натяжение насыщающей жидкости в данном случае керосина,равное (МДж/м );г - радиус поры ЗФМ, мм,то радиус пор определяется достаточнолегко, В табл.1 приведены значения соэдаваемых ступеней разрежения для определения всех характерных размеров пор ЗФМ,Размеры пор и их распределение дляисследуемых ЗФМ приведены в табл.2,3.5 В процессе проведения опытов .определяли время, в течение которого освобождалсяиз образца определенный объем керосина истроили графики зависимости объема вытекающей жидкости от времени. По ним опре 10 деляли коэффициенты, характеризующиеформу пор и их изменение при сжатии, Этиданные приведены в табл,4.Эти данные говорят о том, что при сжатии поры деформировались и приобрели15 щелевую форму,Оценка эффективности предлагаемогоспособа по сравнению с известным подтверждается результатами лабораторныхиспытаний,20 Сравнивались работа волокнистыхфильтров на контакте с различными грунтами, Размер рабочих (фильтрационных) порфильтров подбирался в соответствии соструктурными характеристиками грунтов.25 Размер и процентное содержание рабочихфильтрационных пор устанавливался в 1-мварианте по существующим методикам, а во2-м с применением предлагаемого способа,Сравнивалась степень кольматации фильт 30 ра, водопропускная способность через систему "грунт-фильтр",Результаты испытаний приведены втабл,5.Как видно из таблицы, точное определе 35 ние размера и формы порволокнистыхфильтров позволяет правильно подобратьих в соответствии со структурными характеристиками дренируемых грунтов и тем самым снизить кольматацию и повысить40 водопроницаемость волокнистых ЗФМ приработе их в грунте. Формула изобретения 1, Способ определения распределения пор по радиусам в защитно-фильтрующих материалах, используемых при строитЕльстве горизонтального дренажа, заключающийся в насыщении образца жидкость и вакуумирование рабочей камеры с помещением в нее образцом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения распределения пор по радиусам, насыщение образца ведут под давлением, равным рабочему давлению на контакте грунта и дренажного трубопровода, а в качестве насыщающей жидкости используют легкие продукты нефтепереработки, после чего осуществляют вакуумирование рабо- чей камеры, фиксируя объемы, вытекающие1807339 Таблица 1 17 60 Раэ ежение, см.во,ст. 6 0,15 0,05 Разме ы по ЗФМ, мм 0,6 0,2 0,1 0,3 Таблица 2 Распределение пор ЗФМ по радиусам Таблица 3 Распределение пор ЗФМ по радиусам (насыщающая жидкость -керосин, образец ЗФМ в сжатом состоянии 200 гс/см ) из образца жидкости, по которому определяют искомый параметр.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа, по фиксированным объемам вытекающей из образца жидкости осуществляют построение графика зависимости этих объемов от времени, по которому судят о форме пор исследуемого защитно-фильтрующего материала.3, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что давление создают путем набора 5 того количества слоев исследуемого защитно-фильтрующего материала, толщина кото.рых соответствует его толщине при рабочем давлении грунта.1807339 Составитель Л. КирейчеваРедактор Техред М.Моргентал Корректор А. Козор аказ 1373 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оивводственно-издателВский комбинат "Патент", г, Ужго