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粘土水化测定方法

摘要: 因为粘土矿物含有水合活化中心而吸附结合水, 结合水是控制形成粘性土稠度、 塑性、 分散膨胀、 收缩等物理化学性质及强度、 变形等力学性质关键原因之一, 强烈地牵制着包含粘土矿物行业发展。 定量测定粘土表面结合水和搞清粘土水合机制, 是合理有效地估计粘土矿物和水结合后所出现物理一化学过程、 控制和利用水合粘土特殊物理化学性质、 力学性质基础理论研究。 它包含粘土矿物学、 水化学、 表面化学、 土质学、 土力学、 土壤学等很多方面, 属于多学科交叉基础理论研究。 在测定粘土吸水时, 大多全部不是从物理机理上进行分析和处理, 而是采取标定法来处理, 且大量田间标定又很困难, 标定结果出现误差。 经过对吸附水测定确定粘土水化程度和区分粘土水化类型。
关键词: 粘土; 结合水; 水化; 活化; 测定方法

水在粘土中存在形式关键包含强结合水、 弱结合水、 毛细管水及重力水四种。
(1)强结合水: 又称吸湿水。 吸湿水利用分子吸附力吸附在岩土颗粒周围而且形成一层极薄水膜, 这层水膜是紧附于颗粒表面结合最牢靠一层水, 在强压下,其密度靠近一般水两倍,含有极大粘滞性和弹性,可完全不受重力作用,抗剪切, 抗传输静水压力, 最高吸附力可达10MPa。
(2)弱结合水: 弱结合水吸附力则相对较小,它处于吸着水之外,厚度则大于吸着水,又称弱薄膜水。 弱薄膜水在外界压力下可变形,但一样不受重力影响,在颗粒水膜之间可作较为缓慢移动,含有一定张力及弹性, 一样也不能传输净水压力。
（3）毛细管水: 是指在经过毛细管作用保持在岩土毛细管空隙中地下水, 这种地下水存在方法在岩土中很常见, 对岩土水理性质影响也是很大, 毛细管水存在不一样形式具体又细分为: 孤立毛细管水、 悬挂毛细管水、 真正毛细管水。 一样, 不一样毛细管水存在形式不一样对岩土水理性质影响程度也不一样。
(4)重力水: 就是指在重力作用影响下, 在岩土孔隙、 裂缝中自由流动水,也就是大家常说狭义“地下水”。 和结合水有着相反差异, 重力水不含有任何弹性及粘滞性,且不受任何分子力影响,不能抗剪切, 也不含有抗传输静水压力特征。 因为部分天然及认为原因影响,重力水在岩土中活动相当活跃, 这就对岩土水理性质（软化性、 崩解性、 透水性、 胀缩性、 给水性）产生很大影响。
对土壤含水量测定能够反应作物对水需要情况, 对农业生产有很关键指导意义。 对土壤水分测定方法研究有着很关键作用。 现在, 土壤水分测定方法多个多样: 烘干法、 中子仪法、 γ射线透射法、 电磁波法、 电阻法、 电容法、 光电法、 土壤水分传感器法等等。 其中烘干法、 中子仪法、 γ射线透射法、 电磁波法、 土壤水分传感器法已被广泛应用, 而电阻法、 电容法、 光电法现在还未见大量地使用。 下面简单介绍一下这多个方法。
烘干法: 取土样放入烘箱, 烘至恒重。 此时土壤水分中自由态水以水蒸气形式全部散失掉。 再称重量, 从而取得土壤水分含量。
中子仪法: 将中子源埋入待测土壤中, 中子源不停发射快中子, 快中子进入土壤介质和多种原子离子相碰撞, 快中子损失能量, 从而使其慢化。 当快中子和氢原子碰撞时, 损失能量最大, 更易于慢化, 慢中子云密度和氢元素含量呈正比。 土壤中水分含量越高, 氢就越多, 使得慢中子云密度就越大, 从而能够由慢中子云密度得到对应土壤水分含量。
γ射线透射法: γ射线透射法利用放射源137Cs放射出γ线, 用探头接收γ射线透过土体后能量, 和土壤水分含量换算得到。 γ射线法和中子仪法有很多相同优点, 如快速、 正确, 不破坏土壤结构, 能连续定点监测, 且γ射线比中子仪垂直分辨率更高。
电磁波法: 利用电磁波在土壤介质中传输时, 其传导常数如速度衰减取决于土壤性质, 尤其是土壤中含水量和电导率。 用一对平行棒或金属线作为导体, 土壤作为电介质, 一对棒起波导管作用, 电磁波信号在土壤中以平面波传导, 经传输线一端返到TDR接收器, 分析传导速度和振幅改变, 依据速度和介电常数关系、 介电常数和体积含水量之间函数关系而得出土壤含水量。
土壤水分传感器法: 分为两大类: 一是直接显示方法, 一是二次传感方法。 二次传感显示型, 是将直接显示型传感器中压力读数换算成水分含量。 将U型管水银指示部分换成以压阻传感器为二次传感数字化土壤水分测量装置, 即可实现数字化, 直接显示传感器土壤吸力值大小; 还可利用于土壤水势遥测。

粘土水化类型关键有表面