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蒙脱石的胀缩机理及改性技术研究

作　者: 袁琳
导　师: 肖汉宁
学　校: 长沙理工大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 蒙脱石钙离子改性膨胀容阳离子交换量干湿循环
分类号: U416.167
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 263次
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内容摘要

膨胀土的矿物组成主要由蒙脱石、伊利石、高岭石或蒙脱石-伊利石的混层矿物组成的复合体。伊利石与高岭石的亲水性只有蒙脱石的1／10和1／60左右，因此膨胀土的胀缩性主要由蒙脱石含量控制。蒙脱石是由两层硅氧四面体和一层夹于其间的铝（镁）氧八面体构成的2∶1型层状硅酸盐矿物，因其层间可插入阳离子，在c轴方向的吸水膨胀可达几倍的膨胀率。本文在总结前人研究成果的基础上，选择用Ca（OH）₂和CaCl₂作为改性剂来改性蒙脱石，通过比较改性前后的膨胀容、阳离子交换量、显微结构以及粒度分析来探讨Ca²⁺引入方式和用量对蒙脱石的膨胀容和阳离子交换量的影响。在此基础上，通过分析改性后的蒙脱石在干循环、湿循环以及干湿循环条件下的膨胀高度、膨胀容和交换性钙量的变化来探讨其稳定性。通过试验得出，不论是普通蒙脱石还是钠基蒙脱石，经Ca²⁺处理后，二者的膨胀容均有所下降，但改性普通蒙脱石下降的幅度要大于改性钠基蒙脱石。当掺入8％CaCl₂时，蒙脱石膨胀容较小、交换性钙较低、结构紧密。当改性后的蒙脱石经干循环、湿循环以及干湿循环后，其膨胀高度、交换性钙量以及膨胀容都发生变化。经过气候变化后其稳定性的大小顺序为干湿循环＞湿循环＞干循环。结合交通部西部交通建设科技项目《膨胀土地区公路修筑成套技术研究》，选取广西南友路施工路段K133+780处一个特点显著的剖面进行沿深度方向的胀缩性研究。通过测定不同深度从岩到土的化学成分、粒度组成的变化情况，结合差热分析等，探讨了此处膨胀土的工程地质特性，为其改性和稳定化提供依据。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-22
  1.1 蒙脱石的基本特性  9-15
  1.2 对蒙脱石改性的研究现状及存在的问题  15-20
  1.3 论文的主要研究内容  20-22
第二章实验研究  22-33
  2.1 试验材料及设备  22-24
  2.2 蒙脱石的基本物理和化学性质分析  24-30
  2.3 胀缩性试验  30-31
  2.4 Ca~(2+)改性蒙脱石的试验  31
  2.5 Ca~(2+)改性蒙脱石的稳定性试验  31-33
第三章 Ca~(2+)改良蒙脱石的试验结果及分析  33-45
  3.1 COH对蒙脱石结构和性能的影响  33-36
  3.2 CCl对蒙脱石结构和性能的影响  36-39
  3.3 Ca~(2+)改性蒙脱石在湿循环、干湿循环、干循环中的稳定性评价  39-44
  3.4 本章小结  44-45
第四章南友路膨胀土的实例研究  45-54
  4.1 概述  45
  4.2 试验方法  45-46
  4.3 南友路K133+780处剖面沿深度方向的研究  46-53
  4.4 本章小结  53-54
第五章结论与建议  54-56
  5.1 结论  54-55
  5.2 建议  55-56
参考文献  56-59
致谢  59-60
附录A 攻读硕士期间发表的论文  60-61
附录B 攻读硕士期间参与的科研项目  61

蒙脱石的胀缩机理及改性技术研究

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