电解液浓度对泥岩电化学改性效果的影响

作     者：柴肇云 杨攀 张海洋 白金波 CHAI Zhaoyun;YANG Pan;ZHANG Haiyang;BAI Jinbo

作者机构：太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原030024 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2020年第45卷第S1期

页      面：211-218页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 081704[工学-应用化学] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51674173,51974193) 山西省重点研发计划(国合)资助项目(201803D421078) 

主　　题：岩石力学 泥岩 电化学 物性变化 改性效果 

摘      要：为阐明电解液浓度变化对泥岩电化学改性效果的影响规律,自行研制了泥岩电化学改性的渗滤式试验装置,并进行了不同电解液浓度下泥岩的电化学改性试验。渗滤式试验装置由电源、电流表、电压表、导线、样品室和缓释腔等组成,通过向阴阳极缓释腔内填充不同的缓释材料阻断或减弱水电解产生的极端pH环境对岩样和电极的腐蚀作用。结合岩样的巴西劈裂、吸水膨胀、电阻率和X-射线衍射测试结果,研究了电化学作用下泥岩抗拉强度、吸水性、胀缩性、电阻率以及矿物组成等物性的变化规律,并探讨了物性变化的相关性。结果表明:(1)电化学改性岩样以0.5 mol/L为拐点,抗拉强度随电解液浓度增加先降后增,测试结果的离散性增大;而吸水率、膨胀率、电阻率变化趋势相近,均随电解液浓度增加先增后降。(2)电化学作用后岩样矿物成分石英相对含量随电解液溶液增加单调递增,方解石单调递减,而白云母和绿泥石则变化不大。(3)电化学改性岩样抗拉强度、吸水性、膨胀性、电阻率以及矿物组成等物性间存在一定的联动性:抗拉强度随石英含量增加线性递增而随方解石含量增加线性递减,吸水率和膨胀率随抗拉强度增加线性递减,而电阻率与抗拉强度的关系难以用某种特定的函数关系定量表述。