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粘土浆的特性及其应用

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:粘土浆是由粘土和水经充分混合而成的土—水分散体系,其中土是分散相,水是分散介质。因此,大多数的粘土浆是一种胶体与悬浊液体相混合的分散体系。依据热力学第二定律关于高度分散体系中存在着自动降低表面能,以适应能量最小原则,可知粘土浆有发生颗粒自行凝聚的趋势,也就是说,粘土浆是一种不稳定的体系。絮凝结构如果沉积下来,并经过挤压脱水,会更加紧密地联结在一起,最终导致粘土基体结构的恢复。

粘土浆的特性及其应用

粘土浆是由粘土和水经充分混合而成的土—水分散体系,其中土是分散相,水是分散介质。粘土经过预先浸泡或粉碎,在高切变的搅拌器中经过与水充分地混合,其中真正的粘土矿物可被分散成直径0.1~4μm、厚度0.001~5μm的片状微粒,按照胶体化学上的定义,将大部分成为溶胶体系;而非粘土矿物(粉土和沙土)将成悬蚀液体系。因此,大多数的粘土浆是一种胶体与悬浊液体相混合的分散体系。

在充分水化和强力搅拌的粘土浆中,粘土颗粒被分散得是如此之细,以至每个颗粒具有很大的表面积和表面能(表面能等于表面积与表面张力的乘积)。依据热力学第二定律关于高度分散体系中存在着自动降低表面能,以适应能量最小原则,可知粘土浆有发生颗粒自行凝聚的趋势,也就是说,粘土浆是一种不稳定的体系。当停止搅拌或使它的流动速度降低时,那些片状的粘土颗粒由于彼此吸引将会形成一种典型的棱对棱、面对面、棱对面的絮凝集团(图9-8),并获得随时间而增长的结构强度。如果再对它进行强力搅拌,絮凝结构将被解体,重又转变为片粒,成随机定向的胶体浆液。絮凝结构如果沉积下来,并经过挤压脱水,会更加紧密地联结在一起,最终导致粘土基体结构的恢复。

图9-8 粘土悬浮液中颗粒的结合模式(www.xing528.com)

(a)分散的和未絮凝的;(b)集合的但非絮凝的(面对面结合);(c)棱对面絮凝的而是分散的;(d)棱对棱絮凝的也是分散的;(e)棱对面絮凝的且是集合的;(f)棱对棱絮凝的且是集合的;(g)棱对面和棱对棱絮凝的且是集合的

除了极稀薄的以外,粘土浆都是粘塑性流体,即宾汉流体。

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