Расклинивающее действие тонких слоев жидкости.

ОПЫТЫ ДЕРЯГИНА. ЭФФЕКТ РЕВИНДЕРА

Жидкость, смачивающая твердое тело, проникая в тонкие тре-

щины, способна играть роль клина и раздвигать ее стенки, т. е. тонкие

слои жидкости обладают расклинивающим действием *. Это свойство

тонких слоев проявляется также при сближении твердых поверхно-

стей, погруженных в жидкость. По исследованиям Б. В. Дерягина рас-

клинивающее действие возникает при условии, если толщина слоя h

жидкости, раздвигающей поверхности трещины, меньше некоторой

величины А р. При h > h расклинивающее действие равно нулю

к Kp

и при h < п оно возрастает с уменьшением толщины жидкого

кр

слоя, т. е. с момента h ^ hKP для сближения поверхностей частиц

необходимо приложить к ним внешнюю нагрузку.

Факторами, создающими расклинивающее действие, являются

силы ионно-электростатического происхождения и особое агре-

гатное состояние полярных жидкостей вблизи граничных поверх-

ностей.

Ранее упоминалось, что свойства сольватного слоя на поверх-

ности твердого тела резко отличаются от свойств остальной части

жидкости. Этот (сольватный) слой можно рассматривать как особую

граничную фазу. Поэтому при сближении частиц до расстояний

меньших двойной толщины сольватных слоев к частицам необхо-

димо прикладывать внешнюю нагрузку.

Расклинивающее давление ионно-электростатического происхо-

ждения возникает из-за изменений концентрации ионов в слое, разде-

ляющем частицы и в окружающем их растворе.

По результатам опыта расклинивающее действие тем больше,

чем прочнее связь между жидкостью и поверхностями твердого тела.

Его можно усилить, если ввести в жидкость поверхностно-активные

вещества, хорошо адсорбируемые поверхностью твердого тела.

г

На этом явлении основан эффект Ребиндера. Сущность его

заключается в том, что небольшие количества поверхностно-актив-

ных веществ вызывают резкое ухудшение механических свойств

твердого тела. Адсорбционное понижение прочности твердых тел

зависит от многих факторов. Оно усиливается, если тело подвер-

гается растягивающим усилиям и если жидкость хорошо смачивает

поверхность.

Эффект адсорбционного понижения прочности используется в

бурении скважин. При использовании в качестве промывочных

жидкостей растворов, содержащих специально подобранные поверх-

ностно-активные вещества, заметно облегчается бурение твердых

пород.