Промывистость песков

Под промывистостью песков понимается способность рыхлых отложений размываться в потоке воды до такого состояния, при котором минеральные частицы не связаны друг с другом и осво­бождены от глинистых примазок. Промывистость песков зависит от цементации их вязкими материалами, обычно пластичными глинами.

В практике к глинистым относят породы, в которых содержание частиц менее 5 мкм (глинистой фракции) превышает 3%, а к соб­ственно глинам — породы, в которых этой фракции содержится более 30%[54].

Почти все глины являются полиминеральными горными поро­дами.Минералоги разделили все гидросиликатные минералы на три группы: глиноземистые, железистые и магнезиальные. Более дру­гих распространены глиноземистые минералы, которые классифи­цируются по Гинзбургу и Петрову на следующие группы:

1. Каолинита (каолинит, диккит, накрит, галлуазит, монотер­мит и др.).

2. Монтмориллонита (монтмориллонит, бейделлит).

3. Пирофиллита (пирофиллит).

4. Аллофана (аллофан).

5. Гидрослюды (гидромусковит, лиеврит).

На рис. 12.5. и 12.6. схематически показаны зарисовки зернистых

смесей, связанных монтмориллонитом и каолинитом, сделанные

по данным минералогического исследования.

Рис. 12.6.Смесь зёрен, связанных каолинитовой глиной

Рис. 12.5.Смесь зерен, связанных на­триевым монтмориллонитом

Как видно, кварцевые песчинки равномерно обволакиваются однородной пленкой из монтмориллонитовых мелких частиц и неравномерно покрываются не­большими чешуйками и крупными агрегатами каолинита. Соответ­ственно этому более прочная связь между песчинками во влажном состоянии будет в смесях с монтмориллонитом по сравнению с каолинитовыми смесями.

Определяющими факторами свойств глинистых материалов по Р. Гриму являются: состав глинистых минералов; состав негли­нистых минералов, присутствующих в глинах; обменные ионы и растворимые соли; структура; физико-механические свойства.

К физико-механическим свойствам глинистых песков, опреде­ляющим способность глин к разрушению, относятся: грануло­метрический состав, плотность, объемная масса, пористость, пластичность, размокание, набухание, водопроницаемость, сопротив­ление сдвигу, структурная связность и естественная влажность. У высокодисперсных глинистых цементов пластичность и связность проявляются сильнее, чем у менее дисперсных. Песчинки и грубообломочные неглинистые фракции повышают водопроницаемость глинистых пород.

Пластичность глин — способность изменять свою форму под действием внешних сил без разрыва сплошности и сохранять по­лученную форму после удаления внешней силы—характеризуется числом пластичности, которое показывает диапазон влажности, в котором грунт обладает пластическими свойствами,

,

где I_п — число пластичности; W_B — верхний предел пластичности, т. е. влажность (%), при которой грунт переходит из пластичного состояния в жидкое; W_Н — нижний предел пластичности, т. е. влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояния в твердое, %.

Сравнивая естественную влажность глин с влажностью, соот­ветствующей пределам консистенции этой глины, можно с некото­рой точностью судить о ее состоянии и разрушаемости.

Размокание — это способность глин при впитывании воды те­рять связность и разрушаться. Основным показателем, характеризующим это свойство, является скорость размокания глины, ко­торая зависит от содержания в ней глинистых частичек (фракции 5 мкм) и их минералогического состава.

Высокопластичные глины влажностью выше максимальной мо­лекулярной влагоемкости в воде слабо или совсем не распада­ются. Влажность влияет на прочность глинистого материала — при увеличении влажности прочность сначала увеличивается до максимума, а затем уменьшается.

Исследования вещественного состава глин 10 россыпных место­рождений золота различных районов страны показали, что все гли­нистые минералы находятся в классах крупностью менее 0,1 мм. В более крупных классах глинистых компонентов практически нет. Исследованные глины представляют собой полиминеральные смеси и относятся преимущественно к типу высокопластичных глин группы аллофановых и монтмориллонитовых. В глинах часто со­держатся гидрослюды с примесью бейделлита (смесь гидрослюды с монтмориллонитом). В некоторых россыпях Якутии присутствуют в мелких классах каолиновые глинистые минералы.

Следует отметить, что механические (связующие) свойства глин определяются не только наиболее тонкими глинистыми ча­стицами, например —5 мкм, на пластичность глин существенно влияют тип их, количество самых тонких зерен и содержание глинистых зерен в довольно крупных классах, например 20 и 30 мкм.

Гранулометрический состав глин зависит как от литологического состава пород, так и от степени их разрушения и условий переноса рыхлого материала. Более мягкие породы (известняки, песчаники, сланцы) содержат больше тонкого глинистого материала, чем твердые. Наиболее трудные для обогащения древние россыпи характеризуются большим содержанием тонких глинистых минералов, образование которых (по И. С. Рожкову и Л. В. Разину) шло по схеме: слюда— полевые шпаты — гидрослюды — монтмориллонит — галлуазит— каолинит.

Пока еще нет точных критериев и надежных методов объективного определения промывистости песков.