膨润土浆液及其自凝灰浆黏度微观机理研究

摘 要：不同厂家生产的钠基膨润土在相同配比要求下制备的自凝灰浆黏度差别很大，其本质是材料微观组分、结构不一致。基于ＳＥＭ、ＸＲＤ、ＥＤＳ 与ＮＭＲ 等微观试验，对两个厂家生产的同类钠基膨润土（简称湘源土和玉龙土）及其所制自凝灰浆进行试验分析，并据此对其黏度微观机理进行研究。结果如下：湘源土和玉龙土浆液黏度具有触变性，“卡片宫”的建立与Ｑ４ 结构的生成会促使其黏度上升，剪切作用会破坏微观结构使其黏度降低；湘源土蒙脱石含量高于玉龙土的，所以其浆液黏度整体高于玉龙土浆液。搅拌与低剪切作用促进蒙脱石颗粒小片层分散，小片层分散越多，停止剪切后膨润土浆液黏度越高。对于膨润土所制自凝灰浆，其黏度的变化主要依赖于内部电荷吸附与水化反应的程度，水化反应生成的Ｃ－Ｓ－Ｈ 凝胶会促进浆液黏度提高。自凝灰浆在凝结过程中生成的碳硫硅酸钙不利于Ｃ－Ｓ－Ｈ 凝胶生成，湘源土自凝灰浆碳硫硅酸钙含量高于玉龙土自凝灰浆的，所以其整体黏度低于玉龙土自凝灰浆的。

关键词：膨润土；自凝灰浆；黏度；微观试验；机理

中图分类号：ＴＶ５４３ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０８．０２６

引用格式：江志安，张宝增，崔溦，等．膨润土浆液及其制自凝灰浆黏度微观机理研究［Ｊ］．人民黄河，２０２４，４６（８）：１４９－１５４．

０ 引言

近年来，各国学者对水利水电工程中改良防渗墙的墙体材料开展了较多研究［１］ 。自凝灰浆因低强度和低变形模量的优良性能［２］ 而在柔性防渗墙中得到了广泛应用。自凝灰浆是一种物理力学性质较为特殊的水泥基浆体，其既具有泥浆的触变性又有自行固结成墙后的强度特性。

自凝灰浆的室内物理试验是研究其各项性能的重要途径，已有学者对其宏观物理力学性能展开了研究。如：徐超等［３］ 对水泥－膨润土泥浆进行了从原材料配合比到硬化后凝结体的力学性能和渗透特性测试，发现随着膨润土用量的增加，固结体的渗透系数会有减小的趋势；王营彩等［４］ 通过正交试验法分析了添加改性剂后浆材固结体的渗透性、吸附阻滞性与耐久性；蔺鹏臻等［５］ 通过多因素正交试验研究了新型回填料的材料组分对凝结后试样的抗压、抗剪和抗渗性能的影响；Ｇｒａｎｔ 等［６］ 发现现场搅拌的泥浆与室内搅拌的泥浆固结体的强度有差异，认为搅拌的均匀程度会影响自凝灰浆的力学性能。而目前对自凝灰浆的微观层面研究较少，其各项性能的微观机理还缺乏理论研究。