膨潤土的防滲機理
膨潤土的防滲機理
膨潤土是應用范圍很廣和經濟價值較高的粘土礦物,國外有人稱其為萬能粘土礦物,它的生產利用僅有百年.世界上著名的膨潤土產地是美國的南達科他州和懷俄明州,格魯吉亞等。我國的膨潤土資源十分豐富,具有各種自然類型的鈣基、鈉基、鎂基、氫(鋁)基膨潤土礦,分布在全國26個省、自治區(qū).目前,國內以生產鈣基膨潤土為主,縣以上企業(yè)有40余家,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)有幾百家,總產量約1CO萬t,累計開采量尚不到探明儲量的0.1%
膨潤土的基本性能取決于蒙脫石的礦物特性.一般膨潤土具有良好的粘結性、膨脹性、膠體分散性、懸浮性、吸附性、催化活性、觸變性和陽離子交換性能等。
膨潤土的膨脹力特別強,其原因是膨潤土具有物理化學性強,結合水的能力強等特性,通常在與水接觸24h開始水化,膨脹4~5倍,48h水化完成,變成原來顆粒體積的i0~15倍甚至30倍的凝膠體.這種凝膠體像一堵防水墻,能防止其它水分滲人,其滲透率可減至10_9s.幾近滴水不漏.
膨潤土是粒徑小于2的無機質,主要成分是由火山玻璃觸變或沉積形成的微晶高蛉土,化學成分是含水硅酸鹽,系si—AI_si結構體系,是由云母狀薄片層堆壘而成的單個顆粒.這些薄片層的上、下表面帶負電.因而膨潤土的構成單位是互相排斥的.膨潤土在水化時,水分子沿著si一一si結構單位的硅層表面吸附起來,使相鄰接的結構單位層之間的距離加大.鈉基膨潤土的結構單位層間能吸附大量的水,層間距離大,鈉離子連接各層薄片。
日本厚生省水道環(huán)境部1986年在《廢棄物處理場標準說明》中,提到膨潤土在鈣、氯、鉀電解質溶液中不膨脹,即在有上述電解溶液存在的環(huán)境中,不能用膨潤土作防水材料.因為膨潤土先吸附氯離子,產生易燃有毒物,惡化環(huán)境.
防滲膨潤土是一種有效的防水材料,需求量大我國在這方面的研究水平雖處領先地位,但不夠深入,開發(fā)應用也不夠規(guī)范.
我國的膨潤土資源量大面廣,大型礦床多,鈉基、鈣基、鋁(氫)基等類型齊全.據(jù)統(tǒng)計全國有26個省、自治區(qū)賦存有膨潤土礦床(點),已探明儲量在75億t以上,為世界之首,需加快研究與開發(fā).隨著科學技術的發(fā)展,研究方法和手段的完善,對膨潤土成分、性質和性能了解的深化,以及社會發(fā)展對礦物原材料需求的增加,膨潤土在土木工程和其他領域的應用會越來越廣泛.