ВЛИЯНИЕ ВЛАЖНОСТИ ПОЧВ НА ВЯЗКОСТЬ ПРИГОТАВЛИВАЕМЫХ ИЗ НИХ ПАСТ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Из литературы известно, что реологическое поведение почв в значительной степени определяется содержанием воды в пастах и почвенным органическим веществом, которое является основой органоминеральных почвенных гелей. При увеличении влажности почв гели могут набухать. Как следствие, вязкость почвенных паст должна меняться. Целью работы являлась оценка влияния влажности почв на вязкость почвенных паст. В работе использовали пахотные горизонты почв: дерново-подзолистой, серой лесной, чернозёма выщелоченного и каштановой. В ходе экспериментов меняли влажность почв, но содержание воды в пастах для каждого типа почвы оставалось неизменным. Вязкость почвенных паст определяли методом вибрационной вискозиметрии, а размер органоминеральных частиц в пастах методом лазерной дифрактометрии. Для всех изученных образцов обнаружено существование двух пиков вязкости паст в зависимости от влажности почв. Предложено объяснение пиков вязкости в пастах с позиции изменения в органоминеральных гелях структуры гуминовых веществ по достижении критических концентраций: мицелл – надмолекулярных образований – фрактальных кластеров. По-видимому, переход между структурными формами гуминовых веществ при механическом воздействии на пасты сопровождается распадом крупных гелевых частиц и формированием более равновесной формы существования гуминовых веществ при данном содержании воды.

Об авторах

Г. Н. Федотов

Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com
Москва, Россия

С. А. Шоба

Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com
Москва, Россия

Д. А. Тарасенко

Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com
Москва, Россия

И. В. Горепекин

Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com
Москва, Россия

А. И. Сухарев

Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова

Email: gennadiy.fedotov@gmail.com
Москва, Россия

Список литературы

  1. Yuan J., Wang T.J., Chen J., Huang J. A. Microscopic mechanism study of the creep properties of soil based on the energy scale method // Frontiers in Materials. 2023. V. 10. P. 1137728.
  2. Liu G., Xia J., Zheng K., Cheng J., Du J., Li D. Effects of moisture content and tillage methods on creep properties of paddy soil // Plos one. 2021. V. 16. № 6. P. e0253623.
  3. Шеин Е.В. Курс физики почв. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 2005. 430 с.
  4. Хайдапова Д.Д., Честнова В.В., Шеин Е.В., Милановский Е.Ю. Реологические свойства черноземов типичных (Курская область) при различном землепользовании // Почвоведение. 2016. № 8. С. 955‒963.
  5. Ren-guo G., Ying-guang F. Exploration of substance bases and mechanism of soft soil rheology // Rock and Soil Mechanics. 2009. V. 30. № 7. P. 1915.
  6. Федотов Г.Н., Шоба С.А. Ушкова Д.А., Горепекин И.В., Салимгареева О.А., Потапов Д.И. Гуминовые вещества и вязкость почвенных паст // Доклады РАН. Науки о Земле. 2023. Т. 511. № 1. С. 119–123.
  7. Федотов Г.Н., Шеин Е.В., Ушкова Д.А. Салимгареева О.А., Горепекин И.В., Потапов Д.И. Надмолекулярные образования из молекул гуминовых веществ и их фрактальная организация // Почвоведение. 2023. № 8. С. 903‒910.
  8. Philippe A., Schaumann G. E. Interactions of dissolved organic matter with natural and engineered inorganic colloids: a review // Environmental science & technology. 2014. V. 48. №. 16. P. 8946‒8962.
  9. Angelico R., Colombo C., Di Iorio E., Brtnický M., Fojt J., Conte P. Humic substances: From supramolecular aggregation to fractal conformation – Is there time for a new paradigm? // Applied Sciences. 2023. V. 13. № 4. P. 2236.
  10. Шоба С.А. Потапов Д.И., Горепекин И.В., Ушкова Д.А., Грачева Т.А., Федотов Г.Н. Состояние почвенных гелей при разной пробоподготовке к вискозиметрии образцов дерново-подзолистой почвы // Доклады РАН. Науки о жизни. 2022. Т. 504. С. 240‒244.
  11. Egashira K., Matsumoto J. Evaluation of the axial ratio of soil clays from gray lowland soils based on viscosity measurements // Soil Science and Plant Nutrition. 1981. V. 27. № 3. P. 273‒279.
  12. Kawahigashi M., Sumida H., Yamamoto K. Size and shape of soil humic acids estimated by viscosity and molecular weight // Journal of colloid and interface science. 2005. V. 284. № 2. P. 463‒469.
  13. Tarchitzky J., Chen Y. Rheology of sodium-montmorillonite suspensions: effects of humic substances and pH // Soil Science Society of America Journal. 2002. V. 66. № 2. P. 406‒412.
  14. Fedotov G.N., Shoba S.A., Ushkova D.A., Gorepekin I.V., Sukharev A. I., Potapov D. I. Three-Phase and Gel Models of Soils in the Analysis of Experimental Results // Doklady Earth Sciences. 2024. V. 515. P. 453‒457.
  15. Fasurová N., Cechlovska H., Kucerik J. A comparative study of South Moravian lignite and standard IHSS humic acids, optical and colloidal properties // Petroleum & coal. 2006. V. 48. № 2. P. 24‒32.
  16. Линкевич Е.В., Юдина Н.В., Савельева А.В. Формирование гуминовых коллоидов в зависимости от рН среды водных растворов // Журнал физической химии. 2020. Т. 94. № 4. C. 568–573.
  17. Тарасевич Ю.И., Доленко С.А., Трифонова М.Ю., Алексеенко Е.Ю. Ассоциация и коллоидно-химические свойства гуминовых кислот в водных растворах // Коллоидный журнал. 2013. Т. 75. № 2. С. 230–236.
  18. Волкова Н.Н., Джардималиева Г.И., Крисюк Б.Э., Чуканов Н.В., Шершнев В.А., Шилов Г.В. Механохимическое разрушение кристаллогидратов ацетилендикарбоксилатов кобальта и цинка при дегидратации // Известия Академии наук. Серия химическая. 2016. № 8. С. 2025‒2033.
  19. Спецов Е.А., Александрова Ю.В., Мальцева Н.В., Власов Е.А. Исследование влияния механохимического активирования на свойства гиббсита // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). 2013. № 18 (44). С. 008‒010.
  20. Мифтахова Н.Ш., Петрова Т.П. Рахматуллина И.Ф. Кристаллы. Кристаллогидраты: методические указания к лабораторным работам. Казань: Казан. гос. технол. ун-т, 2006. 24 с.
  21. Chen X., Wu Q., Gao J., Tang Y. Hydration characteristics and mechanism analysis of β-calcium sulfate hemihydrate // Construction and Building Materials. 2021. V. 296. P. 123714.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025