中文名称 | 改性黏土 | 外文名称 | Modifiedclay |
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定义 | 性质经过改良的黏土 | 方法 | 物理法,化学法和混合法 |
范围 | 环保、建筑、制药、节能等领域 | 举例 | 膨润土和硅藻土改性法 |
膨润土改性法:酸处理/热处理、阳离子改性、钠化改性。
硅藻土改性法:酸处理/热处理、阳离子改性、无机/有机混合改性。
(1)酸处理/热处理。将膨润土、硅藻土磨碎至60目,按一定的固液比加入体积分数Ψ=5%的盐酸,在水上加热(60℃)1.5h,再于室温下放置过夜,用布氏漏斗抽滤,用水洗至中性。
酸处理后的膨润土、硅藻土要进行干燥和焙烧,干燥处理是在105℃下烘1~1.5h,其作用是除去吸附水。干燥后再置于400℃马弗炉焙烧2h。
(2)阳离子改性膨润土、硅藻土的制备。室温下以固液比1:10置膨润土、硅藻土原土于一定浓度(0.21mol/L,以镁盐计)的铝盐/镁盐(摩尔比4:1)混合液中搅拌2h,静止4h后抽滤,并用蒸馏水洗涤数次,80℃下烘干1h,研细后过80目筛,即分别为阳离子硅藻土和阳离子膨润土。
(3)无机/有机混合改性。用铝盐/镁盐混合液进行阳离子改性,取代黏土表面及层间阳离子,再用脂肪铵阳离子覆盖。具体方法为:水250mL,95%乙醇250mL,十六胺0.002mol,膨润土10g及盐酸0.002mol,在75℃左右反应16h完成改性。过滤、干燥(80℃,1h)后即可得无机/有机混合改性吸附剂。
(4)膨润土的钠化改性。方法为:碳酸钠用量为4%,矿浆浓度为15%,搅拌时间15min。
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粘土层间存有大量的无机阳离子,表现为亲水性,不利于其在有机相中分散。利用晶层间金属离子的可交换性,以有机阳离子交换金属离子,有机阳离子吸附在粘土层片上,有机部分嵌在层间,从而使层间距增大,使层间由亲水转变为疏水,有助于提高复合材料降低粘土表面能,以利于粘土晶层均匀地分散于聚合物中。当层状粘土以纳米级尺寸均匀分散于聚合物复合体系中时,结合聚合物长链结构及良好的加工性,此类材料的性能较其相应的宏观或微米级材料有大幅度的提高,包括抗张强度,弹性模量,热变形温度性能等表现出全新的性质,如优越的透明性或性质的各向异性等。因此开发利用粘土作为的补强剂,有着广阔的前景。
黏土是一种不可再生的非金属矿物,包括高岭石族,蒙脱石族,伊利石族等,种类繁多。粘土的结构特点为:由Si-O结构层状骨骼,按夹在它们之间的离子种类形成各种层状结构,并沿C轴重叠,具有巨大的残缺表面,层间结合力弱,并存在着层内结构不饱和填充与扭曲等。粘土的这些结构层次之间存在着密切的联系和相互转化的可能,尤为重要的是粘土表面存在大量 一OH断键,为粘土表面改性提供了条件。通过物理和化学方法对黏土的物理和化学性质进行改良,使其拥有特定的改良特性。
关于黏土的问题
定额中夯填灰土中就地取土,如果是就地取土说明土是开挖的现场土,所以要扣除黏土主材费,市场价调为0即扣除了土的主材费,但计价里土价是不能调为0,因为计价土价调整为0时相当于修改了定额,但定额总说明“除定...
粘土、黏土,使用哪个正确?
2009年后的国标又更改为“黏土”了,确实有点让人难以理解为何不用简单易写的“粘土”。 比较变通的办法是野外仍然用“粘土”,记录归档的时候写个说明,就说统一用“粘土”代表“黏土”。报告正文用“黏土”...
黏土和陶土的区别?
粘土是一种含水铝硅酸盐产物,是由地壳中含长石类岩石经过长期风化和地质的作用而生成的,在自然界中分成广泛,种类繁多,藏量丰富,是一种宝贵的天然资源。粘土具有颗粒细、可塑性强、结合性好,触变性过度,收缩适...
粘土与黏土有哪些区别?
“黏”字读nián ,表能把一种东西附着在另一种东西上的性质。“粘”字读zhān或者nian ,表黏性物(或用黏性物)把物体连接起来。“黏”字用于:黏稠、黏度、黏附、黏糕、黏合、黏糊糊、黏米、黏膜、黏...
沙土和黏土有什么特点
沙土,指由大量的沙和少量的黏土混合而成的土。粘土是含沙粒很少、有黏性的土壤,水分不容易从中通过才具有较好的可塑性。一般的粘土都由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成。一般在原地风化,颗粒较大而成分接近原来的...
粘土按改性方法原理可分为物理改性、化学改性及物理和化学相结合的机械力化学改性。
物理改性:有机膨润土经过超声辐射后产生层问剥离,橡胶能够插层进入粘土层问,形成纳米分散结构的复合材料并具有较好的界面作用,从而提高材料的性能。
表面化学改性:
(1)活化剂改性粘土:利用表面活性的有机官能团等与粘土表面进行化学吸附或反应,从而使表面活性剂(通常有硅烷,钛酸酯类偶联剂,硬酯酸,有机硅等)覆盖于粒子表面以增加其润湿性。
(2)有机季铵盐改性粘土:有机季铵盐改性是改性粘土一种主要的方法。长碳链烷基季铵盐如十八或十六烷基三甲基氯化铵或溴化铵是使用最多的改性剂,也可不直接用长碳链季铵盐,而采用长碳链脂肪胺,脂肪胺先与盐酸作用产生盐酸盐并离解成胺的阳离子,再与粘土层问的水合阳离子进行交换。经上述两步反应后有机胺阳离子进入粘土晶层空间,使片层表面得到改性,晶层间距增加,片层表面被有机离子上的烷基长碳链覆盖,从而使其表面由亲水性变为亲油性,增加了粘土与高分子的亲和性,同时较长的烷基分子链在片层问以一定方式排列,可使层问距增加,有利于聚合物大分子插层到片层。
(3)聚合物单体改性粘土:将聚合物单体作为改性剂直接插层到蒙脱土片层间,再通过原位加成聚合得到纳米复合材料。
(4)其它有机改性剂:用椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB)改性的蒙脱土分散在环氧树脂/甲基四氢化邻苯二甲酸酐体系中形成环氧树脂的纳米共混体系。还有采用苯酚和甲醛在草酸的催化下对蒙脱土进行了改性,改性土的层间距显著扩大,在环氧树脂中能良好分散形成剥离型的纳米复合材料,以及采用有机磷盐如四甲基溴化磷、三甲基苯基碘化磷改性蒙脱土。
机械力化学改性:机械力化学改性是在粉磨过程中
加入合适的表面改性剂,利用机械应力对粒子表面进行激活,以改变其表面晶体结构和物理化学结构。由于晶格发生位移,内能增大,在外力作用下,填料表面与其他物质发生作用,达到表面改性的目的。
黏土的化学组成、矿物组成和颗粒组成决定着黏土的工艺性能:
改性粘土在环境污染治理 中的应用可分为吸附水中的重金属离子, 空气污染的治理, 处理水中的离子型化合物,治理赤潮,处理水中的有机污染物等。在其他领域中也有巨大作用,改性黏土可作用于建筑材料,橡胶工业,药物开发,石棉替代品,节能方面的应用。
在海洋工程建设过程中会遇到大量的软黏土,并且厚度往往很大,范围也非常广泛。众所周知,海洋软黏土地基承载力相对较低,并且在波浪荷载作用下强度会被进一步削弱,使得承载力进一步降低。海洋黏土地基在波浪荷载作用后的不排水抗剪强度弱化行为,将直接关系到上部结构,如钻井平台、海岸防护设施以及海底管线等的稳定与安全。因波浪荷载持续作用造成黏土地基强度降低或丧失,致使上部结构失稳或破坏的事件时有发生。
到目前为止,波浪等循环荷载作用下软黏土性状的研究已取得较多成果:一些学者在对不同区域软黏土进行了广泛而深入的研究后发现,在循环荷载作用下,伴随孔压上升,有效应力减小,软黏土的不排水抗剪强度会发生不同程度的弱化。也有部分学者得出前期循环荷载历史对后期静强度没有显著影响的结论。因此,有必要对此进行更深入的研究。并且,绝大多数试验都是基于重塑土,不具有原状土的天然结构,使得试验结果与实际土体的力学性质差别较大,难以指导实际工程。此外,试验一般都是在共振柱、动三轴仪或动扭剪仪上进行,土体只是处于单向循环剪切状态。然而,波浪荷载作用下实际土体处于竖向与扭剪向双向耦合循环剪切状态,并随着二者相位差的不同,形成45°、135°倾斜直线与圆形等复杂应力路径。
利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,对取自于长江口原状淤泥质软黏土,在不固结不排水条件下,分别进行了动三轴、45°线耦合以及圆耦合等多种复杂循环剪切试验及循环荷载作用后静三轴试验。结果表明,随着循环次数的增加,3种不同模式循环荷载作用产生的应变、孔压增量以及循环荷载作用后土的静强度衰减程度差异均变得越来越明显。对应相同循环剪切次数,双向耦合循环剪切要大于单向循环剪切产生的应变与孔压增量,双向耦合循环剪切后静强度衰减更加明显;而对于双向耦合循环剪切,圆耦合循环剪切大于45°线耦合循环剪切产生的应变与孔压增量,并且圆耦合循环剪切后静强度衰减更加显著。由此表明,主应力轴连续旋转会使土体产生更大的变形与孔压增量,并且使静强度显著降低。分别定义了广义综合剪应变及综合孔压增量比,并建议了循环荷载作用后静强度与广义综合剪应变、综合孔压增量比的关系 。
黏土是一种重要的矿物原料。由多种水合硅酸盐和一定量的氧化铝、碱金属氧化物和碱土金属氧化物组成,并含有石英、长石、云母及硫酸盐、硫化物、碳酸盐等杂质。
黏土矿物的颗粒细小,常在胶体尺寸范围内,呈晶体或非晶体,大多数是片状,少数为管状、棒状。
黏土矿物用水湿润后具有可塑性,在较小压力下可以变形并能长久保持原状,而且比表面积大,颗粒上带有负电性,因此有很好的物理吸附性和表面化学活性,具有与其他阳离子交换的能力。