MX-80膨润土高温老化时间效应的细微观分析

作     者：曾召田 张瀚彬 邵捷昇 车东泽 吕海波 梁珍 ZENG Zhao-tian;ZHANG Han-bin;SHAO Jie-sheng;CHE Dong-ze;LÜHai-bo;LIANG Zhen

作者机构：桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004 上海大学土木工程系上海200444 贺州学院建筑与电气工程学院广西贺州542899 新疆交通规划勘察设计研究院有限公司新疆乌鲁木齐830006 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2023年第44卷第S01期

页      面：145-153页

核心收录：

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金(No.41962014) 广西自然科学基金(No.2023GXNSFAA026187) 

主　　题：MX-80膨润土 高温老化 时间效应 微观机制 蒙脱石 

摘      要：在200℃高温条件下,对MX-80膨润土粉末进行了不同时长(0、15、30、60、90、120 d)的热老化预处理;通过热重分析(thermogravimetric analysis,简称TGA)、X射线衍射(X-ray diffraction,简称XRD)和电镜扫描(electron microscope scanning,简称SEM)等试验探讨了MX-80膨润土中结合水、矿物成分、微观形貌等随热老化时间t的变化规律;基于蒙脱石矿物晶体结构学理论揭示了MX-80膨润土高温老化时间效应的细微观机制。试验结果表明:(1)膨润土中自由水、弱结合水和强结合水随热老化时间t的递增均发生不同程度的脱附现象,0~15 d变化显著,15 d后趋于稳定,120 d后三者降幅分别为82.6%、68.8%和96.5%;(2)随着热老化时间t的增加,膨润土主要矿物成分蒙脱石部分转化为稳定性较好的钠云母,0~15 d变化显著,15 d后趋向稳定,120 d后二者的变化量分别为–12.57%和+12.47%;(3)高温热老化过程中,蒙脱石矿物的晶层间距减小,引起片层状矿物之间收缩变形,导致膨润土的微观形貌随着热老化时间t的递增发生不同程度的变化;(4)高温热老化状态下,膨润土的矿物成分转化、结合水脱附、微观形貌改变等三者之间相互作用和彼此影响,是引起膨润土宏观物理力学性能发生变化的根本原因。