用钙基膨润土生产无机凝胶--超细钠基膨润土的制备新工艺研究

研究了钙基利用膨润土生产无机凝胶工艺中超细钠基膨润土的制备工艺条件，以高速分散机作为分散设备，以0．4％焦磷酸钠作为分散剂，钠化搅拌45分钟制得超细钠基膨润土的平均粒度为1．573μm。CEC为115mmol／100g土，膨胀容39．5ml／g。     

壳聚糖膨润土的制备工艺及表征

为了制备一种亲水性有机膨润土,以壳聚糖为改性剂.先把钠基膨润土高度分散到水中,然后慢慢加入到壳聚糖溶液中进行离子交换反应得到壳聚糖膨润土.以壳聚糖膨润土的有机化程度为考察目标,通过单因素实验考察了制备工艺条件的影响,并使用XRD、DSC对产物进行了结构表征.结果表明,4.0 g钠基膨润土在反应温度为60℃下与浓度为0.04 g·mL-1的200 mL壳聚糖溶液反应时间24 h,得到有机含量达到27.6%的壳聚糖膨润土.XRD表明,壳聚糖膨润土仍保留蒙脱石结构,其层间距为1.7nm;DSC表明壳聚糖膨润土中壳聚糖基团热稳定性明显高于壳聚糖.将该材料添加入明胶中,明胶的抗压强度提高可提高34%.壳聚糖膨润土的开发对膨润土和甲壳素资源的开发具有重要的意义.     

盐溶液对高庙子钠基膨润土膨胀性能的影响

内蒙古高庙子钠基膨润土被确定为我国高放核废物深地质处置库的缓冲回填材料,为研究其在化学屏障方面的表现,对在NaCl,KCl,CaCl_2,MgCl_24种浓度均为0.5 mol/L的盐溶液及蒸馏水入渗下的内蒙古高庙子钠基膨润土试样进行了自由膨胀率及膨胀力试验。结果表明:膨润土试样的竖向膨胀力大于其径向膨胀力,且在初始阶段膨润土膨胀力发展迅速,一段时间后增长减缓并趋于稳定;盐溶液作用下的膨润土膨胀性能发生了衰减,且不同盐溶液(即不同金属阳离子)对膨润土膨胀性能有着显著不同的影响;膨润土的自由膨胀率与其膨胀力成正相关,即自由膨胀率越大,则相应的膨胀力也越大,Na~+,K~+对高庙子钠基膨润土膨胀性能的削弱作用均要强于Ca~(2+),Mg~(2+),即在研究范围内,低价阳离子对高庙子钠基膨润土膨胀性能的影响要大于高价阳离子;膨润土径向膨胀力与竖向膨胀力的比值为0.6左右,且该比值与入渗液的种类无关。研究结果可为高庙子钠基膨润土化学屏障性能的判定提供依据。     

新疆夏子街膨润土矿物特性与活性白土产品性能的相关性分析

利用硫酸作为活化剂,对采自夏子街乌兰林格矿区的白色钠基膨润土、红白色钠基膨润土和钠钙基膨润土进行了活化实验。通过对不同原矿的测试分析及活化实验,探讨了原矿的各项指标对产品质量的影响规律,并初步分析二者之间的相关性。在2种加酸量的条件下,白色钠基膨润土的活化效果优于红白色钠基膨润土和钠钙基膨润土,而且产品的活化效果与原矿的吸蓝量、阳离子交换量之间有很好的线性关系。     

纤维和引气剂对现代水泥基材料抗渗性的影响

研究了聚乙烯醇纤维(PVAF)、聚丙烯纤维(PPF)、玄武岩纤维(BF)和不同掺量引气剂对现代水泥基材料抗渗性的影响.通过抗渗试验和压汞试验(MIP)对水泥基材料的抗渗性和孔结构进行测试,分析了纤维和不同掺量引气剂掺入后水泥基材料孔结构的改变,孔结构的改变影响了水泥基材料的抗渗性.实验结果表明:掺入PVAF可以提高水泥基材料的抗渗性,而PPF和BF对水泥基材料的抗渗能力有负面效应;掺入适量引气剂后因孔结构的改善也会显著提高水泥基复合材料的抗渗能力.     

膨润士

膨润土美国叫“Bentonites”,它是一种特殊粘土,是由“蒙脱石”组成,系火山岩风化、沉积富集而成。膨润土砂床一般存在于丘陵地区,由于侵蚀而显现。膨润土具有特强的去污力以及吸附、净化、膨胀等特性。尤其是含钠的膨润土称为钠基膨润土,其膨胀等性能更佳,如美国怀俄明型和浙江省平山、仇山膨润土矿均属钠基型膨润土,现被广泛用在炼油、医药、环境卫生、去污脱色等,使用价值极高。     

有机膨润土的制备及其测试表征

为使膨润土能够在塑料中应用,需对膨润土有机化处理．以山东潍坊膨润土为原料,采用湿法提纯得到高纯度的膨润土,经无水碳酸钠钠化后选择不同的改性剂对其有机化处理,最终制备出有机膨润土,经测试分析表明：采用湿法提纯后,在65℃下加入质量分数为10％的Na2CO3恒温反应2h可得到钠基膨润土;在70℃条件下加入质量分数为20％的十八烷基苄基二甲基氯化铵和己内酰胺复合改性剂,调节pH为6后反应1．5h抽滤、干燥、粉碎后可得到改性效果优良的有机膨润土,其层间距可达到2．44nm．     

外加剂在硫铝酸盐水泥系统中的作用

研究外加剂对硫酸铝盐水泥凝结时间，强度，抗渗性，抗化学侵蚀性及抗干缩性的影响，并采用XRD，SEM和DTA等测试方法分析了探讨了其作用机理。结果表明，有机外加剂可以明显延长硫铝酸盐水泥的凝结时间；烧石膏取代二水石膏后不仅可以提高水泥各龄期的强度，而且可以抑制基后期强度的倒缩；这种水泥的抗渗性，抗化学侵蚀性及抗干缩性能都比较好。外加剂的加入改善了硫铝酸盐水泥的性能。     

水泥复合土的渗透性能试验研究

为了提高水泥土的工程抗渗特性,本文设计了水泥复合土的配合比,采取正交试验方法,进行了水泥复合土的渗透试验,得到了水泥复合土的渗透系数,并通过极差分析和方差分析,研究了水泥土中的水泥掺量、膨润土掺量和粉煤灰掺量对水泥土抗渗性能的影响,建立了水泥复合土的渗透系数随水泥掺量、膨润土掺量以及粉煤灰掺量变化的回归方程.结果表明:随着水泥掺量、膨润土掺量以及粉煤灰掺量的增加,水泥复合土的渗透系数均逐渐降低;水泥土掺量对水泥复合土渗透系数的影响最大,其次为粉煤灰掺量的影响,膨润土掺量的影响偏小.     

硅酸钠对水泥抗渗性的影响

使用硅酸钠对水泥进行改性实验,检测改性试样的气孔率、吸水率、抗渗性,利用XRD分析与SEM扫描电镜观察研究了硅酸钠对水泥微观结构的影响。结果表明：硅酸钠可提高水泥抗渗性,最佳质量配比为1.5~2%。硅酸钠促进硅酸钙类结晶物的生成,结晶物堵塞孔隙,从而提高了水泥的抗渗性。     

建筑物外墙用粉体腻子的研制

制备了一种新型的外墙用粉体腻子,通过在配方中添加胶粉提高了腻子的耐水性能和粘结强度;干粉腻子中的胶粉与水泥水化物形成空间立体网状结构,使得腻子成为一个致密的整体;讨论了填料对腻子性能的影响,通过加入各类助剂,有效提高了腻子的防开裂性、抗渗性、施工性等性能.     

四川龙泉山地区膨润土改性研究

对四川龙泉山地区膨润土经过提纯、钠化处理,再用十六烷基三甲基澳化铵(CTMAB)进行了有机化改性试验研究.对改性土的X射线衍射分析、红外光谱分析及TG-DTA分析证明改性成功.得出有机化膨润土的最佳工艺条件为:当钠化膨润土矿浆的质量浓度为129.6g/L时,CTMAB加入量为钠化膨润土质量的45％,反应温度为65℃,反...     

高庙子膨润土和砂混合物膨胀变形特性及其预测

以高庙子钠基膨润土为试验材料, 利用单向固结仪进行一维浸水膨胀、浸水湿陷以及膨胀力试验, 分析了该膨润土在不同掺砂率下浸水膨胀和湿陷变形特性等问题, 并根据蒙脱石孔隙比的概念, 分析了饱和时的膨润土及其掺砂混和物的变形特性. 试验结果表明, 在低掺砂率下充分吸水膨胀湿陷或不变形时, 膨润土与砂混合物的蒙脱石孔隙比与垂直应力的关系在对数坐标系中是一条直线, 并且可据此预测膨润土及膨润土掺砂混和物在不同的干密度、掺砂率下吸水至饱和时的变形量及膨胀力. 分析砂骨架孔隙比对高掺砂率膨润土混合物的试验结果, 可预测形成砂骨架时的垂直应力值.     

CTMA插层改性膨润土对甲基橙的吸附特性

用十六烷基三甲基铵(CTMA)阳离子对钠基膨润土通过离子交换进行插层改性,采用X射线衍射(XRD)和红外光谱(IR)对CTMA改性膨润土结构表征,在100%的离子交换下,其d001比钠基膨润土增大7.54,红外光谱显示CTMA改性膨润土的-OH伸缩与弯曲二振动强度明显低于钠基膨润土。用甲基橙水溶液为染料废水模型物,考察了CTMA改性膨润土对甲基橙的吸附特性,对吸附实验数据运用相关数学模型拟合,得出该等温吸附平衡符合Langmuir与Freundlich二吸附模型,整个吸附过程更适合准二级动力学;通过计算不同温度各热力学参数ΔG0、ΔH0和ΔS0,证实该吸附过程为一自发的放热物理吸附。     

水泥膨润土泥浆固结体渗透性与微观结构的关系

采用压汞试验测定了水泥-膨润土泥浆固结体的孔隙结构特征,通过室内渗透试验测定了固结体的渗透系数。在试验结果基础上,分析了水泥、膨润土用量及固结体微观孔隙特征参数与其渗透性之间的联系。研究结果表明：水泥-膨润土泥浆固结体的渗透性主要受其临界孔径的控制,临界孔径越小,抗渗性越好。其余孔隙结构特征参数与固结体的渗透特性关系不大。随着水泥、膨润土用量的增加,固结体的临界孔径会逐步减少,并且,水泥用量对临界孔径的影响比膨润土更显著。     

柠檬酸对Re(VII)在不同压实密度钠基和钙基膨润土中扩散的影响

柠檬酸是自然界广泛存在的一种有机酸,可通过络合作用影响放射性核素的迁移。通过贯穿扩散法,研究了柠檬酸对Re(VII)在压实密度为1.40～1.80 g/cm~3的钠基和钙基膨润土中的扩散行为,得到了有效扩散系数D_e和岩石容量因子α等扩散系数。结果表明:Re(VII)在钠基和钙基膨润土中扩散的D_e和α等均随着压实膨润土密度ρ的增大而减小;与钙基膨润土相比较,Re(VII)在钠基膨润土中得到的扩散系数较小、吸附分配比较大,表明钠基膨润土的阻滞性能更好;同时加入柠檬酸后Re(VII)在钠基和钙基膨润土中的扩散系数和吸附分配比K_d均增大。实验得到膨润土的零点电位点均小于7.0,表明膨润土呈电负性,不易吸附阴离子形式存在的Re(VII)。吸附试验表明加入柠檬酸后,钠基和钙基膨润土对Re(VII)的K_d增大,并随着柠檬酸的浓度增加而增大。通过公式拟合得到Re(VII)在膨润土中扩散的D_e与有效孔隙率ε_(acc)均符合Archie定律,其胶结因子n分别为2.14和2.19。同时得到扩散的表观扩散系数D_a与膨润土压实密度均呈指数关系,均符合核素在黏土中扩散的规律。     

高温处理对钠化膨润土蒙脱石结构变化的影响

以安徽芜湖(WH)、四川三台(ST)和河南信阳(XY)三个地区的膨润土为原料,以碳酸钠为钠化剂分别对三种原料进行钠化改性处理,获得钠化膨润土样品WH-G、XY-G和ST-G,随后对钠化后样品进行高温热处理.对原样、钠化样品及热处理样品的物相、结构、热学属性及谱学特征进行了表征分析.结果表明,WH-G、XY-G和ST-G三个样品中蒙脱石失去吸附水和层间水的温度随着样品中蒙脱石的层电荷的增加呈上升趋势,但膨润土的热稳定性却与之相反. WH-G和XY-G样品在处理温度900℃时蒙脱石的结构完全被破坏,而ST-G样品在800℃时蒙脱石的结构即完全被破坏.     

水泥改良黄土在冻融循环作用下的渗透性能研究

为满足高速公路品质工程和绿色公路“零弃方”的建设要求,充分利用挖方路段的湿陷性黄土,本文采用室内试验研究水泥改良黄土在冻融循环作用下渗透性能的变化规律。对延崇高速河北段沿线黄土加入不同掺入量的水泥,进行了冻融循环试验和渗透试验。结果表明：反复冻融循环作用强烈影响着水泥改良黄土的渗透性;水泥对黄土颗粒结构有改造作用,从而提高了黄土的抗渗性和抗冻性;从工程的经济性以及提升黄土抗渗性和抗冻性角度,建议水泥掺入量为5%~8%。     

水泥改良黄土在冻融循环作用下的渗透性能

为满足高速公路品质工程和绿色公路"零弃方"的建设要求,充分利用挖方路段的湿陷性黄土,采用室内试验研究水泥改良黄土在冻融循环作用下渗透性能的变化规律。对延崇高速河北段沿线黄土加入不同掺入量的水泥,进行了冻融循环试验和渗透试验。结果表明:反复冻融循环作用强烈影响着水泥改良黄土的渗透性;水泥对黄土颗粒结构有改造作用,从而提高了黄土的抗渗性和抗冻性;从工程的经济性以及提升黄土抗渗性和抗冻性角度,建议水泥掺入量为5%～8%。     

深部调驱缓膨高强度颗粒的制备及其性能评价

为了减缓聚丙烯酰胺体膨颗粒遇水膨胀速率,满足非均质性地层深部调驱的需要,采用乳液聚合技术,以丙烯酰胺、天然胶乳为主要原料,制备了缓慢膨胀的高强度油田堵水调剖颗粒.分别对天然胶乳、交联剂、引发剂以及膨润土的加入量对产品膨胀性能的影响进行了实验研究,确定了实验的最佳配比:水600 g、丙烯酰胺150 g、交联剂0.45 g、引发剂0.4 g、膨润土55 g、天然胶乳190 g,制备的堵水颗粒浸水110 h后开始缓慢膨胀,10 d吸水倍率50 g/g,耐温83.1℃,封堵率98.4%.实验结果表明,在聚合体系中加入天然乳胶与丙烯酰胺共聚能够极大地减缓堵水颗粒浸水初期的膨胀速率,增大体膨后颗粒强度,适合深部储层调驱.