PCHs的制备及其对甲苯的吸附试验

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二胺、硅酸乙酯与膨润土反应,制备具有较好吸附性能的多孔黏土异质结构材料(porous clay heterostructures, PCHs),并使用PCHs对挥发性有机化合物甲苯进行动态吸附,以探究甲苯气体初始质量浓度、总流速对于PCHs吸附量的影响。试验结果表明：PCHs相较膨润土,前者比表面积有极大增加,总孔容和表面孔道分布增加,最可几孔径减小,且对甲苯气体吸附容量明显提升;当甲苯气体初始质量浓度越高、总流速越大时,PCHs对甲苯的饱和吸附量越大。     

聚乙烯醇改良高原黏土水稳定性实验研究

为研究聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)对西藏地区黏土的力学性质改良效果,以高分子聚合物PVA为研究对象,改良藏东南地区高原黏土,通过无侧限抗压强度试验,研究PVA的改良效果,在干湿循环及浸水条件下探讨改良土的水稳定性,并利用扫描电镜研究PVA改良黏土的固化机理。结果表明：PVA的加入对黏土的抗压强度及水稳性存在显著影响,PVA掺量越大,黏土干湿循环及浸水后无侧限抗压强度越高,当掺量为0～0.83%时,改良土强度上升最快,而后随着掺量的增加,无侧限抗压强度增长变缓,PVA凝胶脱水后形成弹性立体丝网不再溶于冷水,有效限制土颗粒的位移,使改良土具有良好的抗压强度及水稳性。     

不同黏土矿物对岩石相似材料性质的影响

岩石相似材料配比中水敏材料的合理选择是开展水岩劣化作用下岩体工程大型物理模型实验研究的重要基础与前提。从研制适用于开展水岩作用相关物理模型试验相似材料的角度出发,以石英砂、重晶石粉为骨料,水泥、石膏为胶结材料,分别添加膨润土、伊利石粉、高岭土作为水敏性调节剂来制作岩石相似材料,开展了单轴压缩、直剪以及水理性试验,获得了不同配比相似材料的物理力学参数和水理性质指标,并采用单因素控制法深入分析了不同黏土矿物类型与不同掺入量对相似材料试样物理力学性质与水理性质的影响。结果表明：(1)添加黏土矿物的相似材料,其物理力学参数分布范围广,能满足岩石相似材料的需求;(2)黏土矿物的添加显著改变了试样的物理力学性质,随着其掺入量的增加,试样密度、抗压强度、弹性模量以及黏聚力整体呈下降趋势,内摩擦角呈增大趋势,其中膨润土的影响程度强于伊利石粉和高岭土;(3)含有膨润土的相似材料相对于其他黏土矿物吸水率更大,更易于发生崩解,更适合作为研究水岩相互作用的物理模型试验相似材料的水敏性添加剂。该研究成果可为研制适用于开展水岩相互作用的物理模型试验相似材料提供参考。     

冻结粉质黏土强度特征及影响因素敏感性分析

为研究分析人工冻结粉质黏土强度的影响因素的敏感性,基于粉质黏土物理特性,选取温度、含水率、干密度和加载速率作为冻土强度的影响因素,对长春市某工地的粉质黏土进行冻土单轴抗压强度试验,得到不同影响因素条件下抗压强度随温度变化的特征曲线。基于此,通过正交实验和灰色关联分析法,得出4种影响因素在不同温度区间的敏感度排序。试验结果表明：在-21～-14℃,抗压强度随温度降低而逐渐减小的温度变化拐点为-16℃;在-20～-16℃,干密度的敏感性逐渐增大,并超过温度和含水率的敏感性;当温度介于-30～-16℃时,在人工冻结法施工中可将温度作为重点考虑的研究对象。     

珠江流域盆地表层沉积物的黏土矿物及其对南海沉积物的贡献

黏土矿物以其示踪洋流变化和揭示物源区陆地同时期气候变化的能力, 近年来在南海东亚季风演化的研究中起到了重要作用. 珠江作为南海北部陆源物质输入的重要河流之一, 以往的研究还没有开展过详细的黏土矿物学工作. 运用X射线衍射方法, 系统地研究了珠江流域盆地(包括珠江主流、各支流和珠江口伶仃洋)表层沉积物的黏土矿物组合. 结果显示, 珠江流域盆地黏土矿物组合主要由高岭石(35%~65%)、绿泥石(20%~35%)和伊利石(12%~42%)组成, 蒙脱石含量一般小于5%, 区域分布上不具明显的差异性. 但是, 从珠江流域盆地到南海北部, 高岭石含量持续降低, 蒙脱石含量持续上升, 伊利石含量也不断上升, 伊利石化学指数递减, 伊利石结晶度增强, 这些特征都表明珠江流域盆地对南海北部黏土矿物的贡献主要是高岭石, 其次是伊利石和绿泥石, 基本不提供蒙脱石. 研究认为, 珠江对南海北部陆缘的黏土矿物贡献率最多为72%, 而对北部陆坡的贡献率最多仅为15%. 无论是冰期还是间冰期时期, 高岭石都指示了珠江流域的机械侵蚀能力.     

HD4油田东河砂岩油层的岩石学特征

为了解塔里木盆地HD4油田东河砂岩岩石学特征对油气储集的影响,研究其矿物组合特征、孔隙结构特征。借助偏光显微镜、扫描电子显微镜观察岩石、铸体薄片及岩石样品,利用X-衍射仪确定黏土矿物组合及其含量。结果表明:该油层岩性主要为岩屑长石砂岩;该地区距物源远,母岩为沉积变质岩;黏土矿物组合为绿泥石+伊利石+高岭石;孔隙类型以最适合油气富集的原生粒间孔为主,方解石、硬石膏等胶结物与次生石英等充填了部分孔隙,总体上油层孔隙较发育;黏土矿物组合对石油的开采影响较小。HD4油田东河砂岩油层是良好的石油储集层。该结果对油田油气预测及开发具有参考价值。     

化学腐蚀下岩土体力学特性变化的定量描述

运用化学动力学理论和岩土体微观结构研究相结合的方法定量研究化学腐蚀作用下岩土介质力学特性的劣化行为.通过试验,得出黏土在酸性条件下,其无侧限抗压强度及针铁矿质量分数随腐蚀时间变化的规律.基于量子化学和结构化学理论,通过试验和计算得出红黏土胶结本质及微观结构模型参数,并建立该黏土无侧限抗压强度与针铁矿质量之间的定量关系.对针铁矿在酸性条件下的溶解反应进行化学动力学分析,得出该反应动力学各主要参数.结合红黏土微观研究结果,建立了岩土体无侧限抗压强度随时间变化的数学模型.编制程序,对贵州红黏土在酸液腐蚀作用下,其无侧限抗压强度随时间动态变化过程进行计算.结果表明,与试验规律吻合较好.     

聚(N-异丙基丙烯酰胺)/黏土纳米复合水凝胶的制备及溶胀行为研究

以无机黏土作为交联剂制备了新型聚（N-异丙基丙烯酰胺）／黏土纳米复合水凝胶（PNIPA／Clay），对其结构、温度敏感性和消溶胀行为等进行了研究．透射电子显微镜（TFM）和扫描电镜（SEM）表明，无机黏土被剥离成纳米尺寸的片层，均匀分散在凝胶网络中，起交联荆的作用．PNIPA／Clay纳米复合水凝胶表现出良好的温敏特性，在体积相转变温度（VPTT）附近其溶胀度发生突变，但溶胀度下降幅度却随黏土含量的增加而减小．交联剂用量对PNIPA／Clay水凝胶和传统PNIPA水凝胶消溶胀速率的影响呈现相反的变化趋势，无机黏土含量越少，PNIPA／Clay水凝胶的消溶胀速率越快，而传统PNIPA水凝胶的消溶胀速率却随着化学交联剂用量的增加而提高．     

交联粘土对硬质聚氨酯泡沫燃烧性能的影响

采用三种交联黏土分别与膨胀阻燃剂复配对硬质聚氨酯泡沫(RPUF)进行阻燃处理,利用氧指数测定仪和锥形量热仪研究了交联黏土对RPUF阻燃性能的影响,通过热重分析仪研究阻燃RPUF材料的热稳定性及残炭量。分析结果表明,少量交联黏土的添加可以显著提高阻燃RPUF材料的极限氧指数(LOI),热稳定性和残炭量,并且可以降低材料的热释放总量,CO、CO_2气体的排放以及产烟速率。     

浅谈利用黏土矿物重建古气候

利用黏土矿物重建古气候近年来得到了广泛的应用,其分析测试方法较多。其中,X射线衍射分析主要用来确定黏土矿物组合及其含量以及某些黏土矿物的结晶度;化学分析、电镜分析主要用于黏土矿物的来源、成因、演变过程的研究;放射性同位素的研究使气候指标和年代学建立起时间和空间上的联系;而氢氧同位素分析亦能对古气候重建提供重要佐证。本文旨在综述各种研究方法所能提供和揭示蕴藏于黏土矿物中的古气候信息,以期全面综合地利用黏土矿物为手段来重建古气候。