人工钠基膨润土膨胀容的实验研究

谢世平，张 健 ，于海波

（天津中联格林科技发展有限公司，天津 3 01617）

人工钠基膨润土膨胀容的实验研究

谢世平，张 健 ，于海波

（天津中联格林科技发展有限公司，天津 3 01617）

通过在不同浓度的酸性、碱性、盐性以及有色重金属盐溶液中分别测定人工钠基膨润土的膨胀容，分析了不同溶液对人工钠基膨润土膨胀容的影响。结果表明：酸性和盐性溶液能明显降低人工钠基膨润土的膨胀容，影响人工钠基膨润土的防渗效果；人工钠基膨润土有较强的耐碱性，其在碱性溶液中防渗效果几乎不受影响；且人工钠基膨润土在一定程度上有吸附重金属离子的作用。

人工钠基膨润土；膨胀容；防渗效果

随着人工钠基膨润土防水毯在各工程实践中的广泛应用，人们开始越来越重视其在各种复杂溶剂成分的溶液中的防渗效果，然而就目前在生产人工钠基膨润土防水毯的各种原料中，对于防渗效果来说，占主导地位的仍是人工钠基膨润土，在各项检测指标中，人工钠基膨润土膨胀容的高低能明显反映钠基膨润土防水毯的防渗效果。

通过实验分别在不同浓度的酸性、碱性、盐性以及有色重金属盐溶液中测定人工钠基膨润土的膨胀容，从而更深入了解不同浓度不同溶液下人工钠基膨润土的防渗效果。

1 实验仪器和药品

仪器及器具主要有：土样研磨器、200目标准筛、烘箱（温度控制在105～110℃）、电子天平、5组100 mL量筒（每组5支）、5组称量瓶（每组5只）、药匙、标签纸、烧杯、玻璃棒等。

药品：HCl溶液（酸性）、固体Na2CO3（碱性）、无水CaCl2和固体MgCl2（盐性）、无水Cu-SO4（有色重金属盐）。

2 实验步骤

1） 分 别配置 0 ．1%、0．2%、0．3%、0．4%、0．5%浓度 H Cl、Na2CO3、CaCl2、MgCl2和 C uSO4溶液。

2）将人工钠基膨润土样在研磨器中轻微研磨，土样过200目标准筛，然后将过筛的土样放在称量瓶中。

3）将盛有土样的称量瓶去盖，放于温度控制在105～110℃的烘箱中3～4 h，将土样烘干至恒重，然后取出，冷却至室温。

4） 分别用天平称取5组（每组5份，每份2．00 g） 膨润土土样，放于预先贴好标签的称量瓶中，将各膨润土土样分多次放入已加入90 mL不同浓度各溶液的量筒内（每次在约30 s内缓慢加入不大于0．1 g膨润土，待膨润土沉至量筒底部后，再次添加膨润土，相邻时间间隔不少于10 min），直至2．00 g膨润土完全加入量筒中，用玻璃棒使附着在量筒内壁上的膨润土沉淀至量筒底部，然后分别用相应浓度溶液定容至100 mL（2 h后，如果发现量筒底部沉淀物中存在夹杂的空气，允许以45°角缓慢旋转量筒直到沉淀物均匀）。

5） 静置24 h，读取沉淀物界面刻度值（沉淀物不包括低密度的膨润土絮凝物），以mL/2 g计，精确值0．5 mL。

3 实验结果分析

3.1 不同pH的HCl溶液中人工钠基膨润土的膨胀容（酸性溶液）

从表1可看出：人工钠基膨润土在不同pH的HCl溶液中膨胀容随pH的升高而增加，但都低于其在蒸馏水中的膨胀容。由此说明酸性溶液对人工钠基膨润土的膨胀容有很大影响，酸性越强，人工钠基膨润土的膨胀容越低。

表1 不同pH的HCl溶液中人工钠基膨润土的膨胀容

3.2 不同浓度的Na2CO3溶液中人工钠基膨润土的膨胀容（碱性溶液）

Na2CO3溶于水后，溶液呈强碱性。人工钠基膨润土在不同浓度的Na2CO3溶液中的膨胀容变化不大，与人工钠基膨润土在蒸馏水中的膨胀容相近。由此说明碱性溶液对人工钠基膨润土的膨胀容没有太大影响。实验结果见表2。

表2 不同浓度的Na2CO3溶液中人工钠基膨润土的膨胀容

3.3 不同浓度的CaCl2和MgCl2溶液中人工钠基膨润土的膨胀容（盐性溶液）

由表3、4可得，人工钠基膨润土在不同浓度的CaCl2和MgCl2溶液中的膨胀容随溶液盐浓度的升高而减小，且均比其在蒸馏水中的膨胀容低。即盐性溶液对人工钠基膨润土的膨胀容有很大影响，盐浓度越高，人工钠基膨润土的膨胀容越低。

3.4 不同浓度的CuSO4溶液中人工钠基膨润土的膨胀容（有色重金属盐溶液）

无水CuSO4溶液属于重金属溶液，呈天蓝色。人工钠基膨润土在不同浓度的CuSO4溶液中的膨胀容变化较大，CuSO4浓度越高，人工钠基膨润土的膨胀容越低，与其在蒸馏水中的膨胀容相差较远；而且土样上层呈天蓝色，上清液较清澈，相对实验前溶液颜色浅了很多，表明人工钠基膨润土能够吸附重金属离子，即重金属溶液对人工钠基膨润土的膨胀容有很大影响且有吸附重金属离子的特性。

表3 不同浓度的CaCl2溶液中人工钠基膨润土的膨胀容

表4 不同浓度的MgCl2溶液中人工钠基膨润土的膨胀容

表5 不同浓度的CuSO4溶液中人工钠基膨润土的膨胀容

4 结论

酸性溶液能明显降低人工钠基膨润土的膨胀容，影响人工钠基膨润土的防渗效果；人工钠基膨润土有较强的耐碱性，其在碱性溶液中防渗效果几乎不受影响，能起到良好的防渗功能；盐性溶液对人工钠基膨润土的防渗效果的影响也较明显，盐浓度越高，人工钠基膨润土的膨胀容越低；而且人工钠基膨润土在一定程度上有吸附重金属离子的作用。

Swelling Capacity of Artificial Na-bentonite

Xie Shiping,Zhang Jian,Yu Haibo
（Tianjin Zhongliangelin Keji Co．,Ltd,Tianjin 301617）

The influence of different solutions on swelling capacity of artificial Na-bentonite was analyzed by testing the swelling capacities in different concentrations of acidic,alkaline,salt,and nonferrous heavy metal solutions,respectively．The results showed that acidic and salt solutions could significantly decrease swelling capacity of artificial Na-bentonite,and influence impermeable effect of artificial Na-bentonite．The artificial Na-bentonite has good alkali resistance,its impermeable effect was not affected by alkaline solution．And it could adsorb heavy metal ions to a certain extent．

artificial Na-bentonite；swelling capacity；impermeable effect

TV443+．3

A

1005-8206（2012）02-0061-02

2011-11-06

谢世平（1963—），主要从事土工材料的研发与生产。E-mail：tjzlgl05@163．com。

（责任编辑：刘冬梅）