不同介质环境对黏土分散性的影响及分散性黏土改性研究

【目的】研究不同介质环境对黏土分散性的影响,探究黏土的分散机理,确定改良黏土分散性的生石灰适宜掺量。【方法】基于非分散性土和分散性土的物理化学特性差异,模拟不同的介质环境,对非分散性黏土和分散性黏土进行碎块试验,研究介质环境对黏土分散性的影响;以不同掺量的生石灰对分散性土进行改性,并通过碎块试验和针孔试验评判改性效果,探求生石灰的适宜掺量。【结果】非分散性土在一定浓度的高Na+碱性环境下表现分散性。在含NaOH环境中,非分散黏土在pH=10.5、Na+浓度为0.3 mmol/L时开始表现分散性;在Na2CO3环境中,非分散黏土在pH=10.13、Na+浓度为0.1 mmol/L时开始表现分散性;在NaHCO3、KOH、KHCO3、K2CO3以及NaCl等中性介质环境中,非分散性黏土不表现分散性。分散性土在中性盐溶液下分散性会减弱,随着盐浓度的增加最终丧失分散性。在NaCl和CaCl2环境中,分散性黏土分散性减弱的临界浓度分别为5和1 mmol/L。生石灰掺量为0～2.0 g/kg时,对分散性黏土改性效果不明显;生石灰掺量≥2.5 g/kg时,对分散性黏土具有显著的改性效果。【结论】适当浓度的Na+在一定的碱性环境中能促进分散,而适当浓度的阳离子(包括Na+在内)在非碱性环境中能抑制分散;生石灰是一种优良的分散性土改性剂。