改性水玻璃固化黄土的水稳性机理研究：X射线衍射分析成果

X射线衍射分析（XRD）是晶体中各原子相干散射波叠加的结果，是对晶体物相定性定量分析的重要手段。对蒙脱石、伊利石和高岭石采用不同密度的水玻璃溶液固化后，其试样的X射线衍射分析结果汇总如表4-2，表中wg表示水玻璃，Mtwg1.15表示用1.15 g/cm3的水玻璃固化蒙脱石样，其他依次类推；图4-2为水玻璃粉样、不同密度水玻璃固化黏土矿物样X射线衍射谱图。

由表4-2与图4-2分析可知，水玻璃固化的黏土矿物试样，其X射线衍射分析结果具有以下特点：

（1）新增非晶态弥散峰群

在2θ区间出现连续低矮的非晶态弥散峰群，尤其在Mt-wg1.15固化样的衍射谱图中更为明显，在Mt-wg1.01固化样的衍射谱图中次之。

（2）衍射强度的减小

水玻璃固化黏土矿物的试样，其衍射强度均降低，且降幅差异性大。使用密度1.15 g/cm3的水玻璃对蒙脱石、伊利石和高岭石固化后，其对应试样的衍射强度分别降低了90.02%、76.15%和35.88%。使用密度1.01 g/cm3的水玻璃对蒙脱石、伊利石和高岭石固化后，其对应试样的衍射强度分别降低了70.70%、12.49%和18.83%。蒙脱石固化样的衍射强度降幅最大。

表4-2　黏土矿物及其水玻璃固化样X射线衍射结果汇总表(www.xing528.com)

图4-2　水玻璃粉样、不同密度水玻璃固化黏土矿物样X射线衍射谱图

（3）晶层间距的变化

黏土矿物的晶层间距d（001）特征分析。采用1.15 g/cm3的水玻璃固化蒙脱石、伊利石和高岭石后，晶层间距分别减小了0.3063Å、0.0042Å和0.011 6Å。采用1.01 g/cm3的水玻璃固化三种黏土矿物后，仅蒙脱石固化样晶层间距减小了0.2561Å，而伊利石和高岭石固化样的晶层间距无变化。

上述特征表明水玻璃密度为1.15 g/cm3比1.01 g/cm3的固化效果好。与标准谱图相比，密度1.15 g/cm3的水玻璃固化黏土矿物后，固化样明显出现了非晶态弥散峰群，未出现新的晶体衍射峰；衍射强度变小，晶层间距变小，颗粒变得更细小，结晶构造有序性变差，但晶体主结构依然是黏土矿物的晶体。这种晶形结构的变化与固化样的物理力学性质变化存在直接联系。