粘土、膨润土泥浆的性能
各种膨润土的性能及其综合利用现状
各种膨润土的性能及其综合利用现状（膨润土）又名膨土岩、斑脱石，是以蒙脱石为重要成分的粘土矿物,其化学成分相当稳定,被誉为“万能石”。
蒙脱土（Montmorillonite）是属于蒙脱土族的矿物，蒙脱土是典型的层状硅酸盐矿物之一,但是与其他层状硅酸盐矿物不同之点是层与层之间空隙特别大,这样就可在层与层中含有不定数量的水分子及交换性阳离子。
蒙脱石是由二层共顶联接的硅氧四周体片夹一层共棱联接的铝（镁）氧（氢氧）八面体片,构成2:1型含结品水的硅酸盐矿物。
是粘土类矿物大家庭中品体结构变异最强的矿物之一。
通过衍射仪慢速扫描的试验结果表明蒙脱土的粒度己接近纳米级,是天然纳米材料。
1重要类型及用途我国的膨润土资源极为丰富,遍布26个省市,储量世界第一。
目前我国膨润十进展较快,应用已达24个领域。
2000年我国膨润十年产量为250万吨,2023年我国膨润土年产量已超过290万吨,其中铸造业占38%；钻井泥浆占24%；铁矿球团占16%；活性白土占15%；剩余7%重要消费在轻工、农业、建筑等领域,尽管这部份领域用量小,但价值高,经济效益好。
天然膨润十一般多为钙基膨润土,其物化性质不甚理想,如将其加工成钠基膨润土、提纯膨润土、颗粒膨润土、有机膨润土、活性白土（颗粒白土）、白炭黑等膨润土深加工产品,可广泛用于石油化工、油脂、医药、建筑、日化、纺织、涂料、冶金、环保等各领域中。
1.1钠基膨润土自然界产出的膨润土,绝大为钙基膨润土。
钙基膨润土较钠基膨润土性能差,所以生产厂常用人工钠化的方法将钙基膨润土改型为钠基膨润土。
钠基膨润土在铸造行业、钻井泥浆、铁矿球团、干燥剂、污水处理、建筑工程防水材料、涂料等7种行业需求用量较大。
铸造用膨润土是钠基膨润土最大的用户,每年用量不少于110万吨。
钠基膨润土以其复用性好和湿压强度高而受铸造行业所欢迎。
因具有良好的可塑性,可防止铸件夹砂、结疤、掉块、砂型塌方等现象,加之成型性强、型腔强度高,便于金属行业浇铸湿态或干态型模,是精密铸件首选的型砂粘结剂。
膨润土 理化指标
膨润土理化指标
膨润土是一种特殊的粘土矿物，其物理化学指标通常用于描述其特性和应用范围。
下面是一些常见的膨润土的理化指标：
1. 颗粒大小和比表面积：膨润土颗粒小且具有较大的比表面积，有助于其吸附水分和其他物质。
颗粒大小通常以粒径分布和比表面积（BET 表面积）来描述。
2. 吸水性：膨润土对水有较强的吸附能力，能吸收大量水分并膨胀。
其吸水性能对于多种工业和土壤改良应用至关重要。
3. 膨胀性：膨润土在吸水后膨胀，体积会明显增加。
这种膨胀性在钻井、填充材料和土壤改良中非常有用。
4. 离子交换能力：膨润土具有优异的离子交换能力，可以吸附和释放各种离子，这在土壤改良和水处理中很有用。
5. 黏土矿物组成：膨润土通常由不同类型的黏土矿物组成，如蒙脱石、伊利石等，它们的比例和组成会影响膨润土的性能。
6. 热稳定性和化学稳定性：膨润土在高温或化学环境下的稳定性，影响其在各种工业应用中的可持续性和性能表现。
这些指标对于膨润土在各种领域的应用（例如建筑材料、油田钻井、土壤改良、化妆品等）都有着重要的意义，因为它们决定了膨润土在特定环境和应用中的适用性和效果。
粘土矿的类型及评价
粘土矿的类型及评价粘土矿是一类常见的矿石，主要由含有重铝、硅酸盐和水合物的粘土矿物组成。
粘土矿分为几个不同的类型，每种类型具有独特的特性和用途。
下面将详细介绍几种常见的粘土矿类型及其评价。
1.膨润土：膨润土是一种具有良好膨胀性和黏性的粘土矿物，主要成分是蒙脱石。
由于其优异的吸附性能和黏合能力，膨润土广泛用于造纸、陶瓷、橡胶、涂料和油漆等领域。
膨润土还常用于土壤改良和污水处理等环境应用。
评价方面，膨润土具有良好的防水性和抗腐蚀性，但其膨胀性也可能导致土壤沉降和基础沉降的问题。
2.伊利石：伊利石是一种硅酸盐矿物，具有良好的黏性和塑性，常见于河流和海滩沉积物中。
伊利石可用于制造陶瓷、涂料、塑料、化妆品和橡胶等产品。
由于其细小颗粒和高度吸附性，伊利石也常用于净化水和处理废水。
评价方面，伊利石具有良好的吸附性能和化学稳定性，但其吸湿性可能导致一些产品在湿度变化较大的环境中失去稳定性。
3.绿泥石：绿泥石是一种含有附加镁的伊利石，其颜色通常呈现绿色。
绿泥石具有良好的塑性和黏性，广泛应用于制造陶瓷、粘合剂、催化剂和染料等领域。
由于其吸附性能，绿泥石也被广泛应用于环境保护和土壤修复。
评价方面，绿泥石具有良好的吸附能力和分散性，但其高含水量可能导致加工和储存时的问题。
4.蒙脱石：蒙脱石是一种含有大量钙和铝的粘土矿物，具有良好的粘性和吸附性。
蒙脱石广泛用于制造猫砂、净化剂、催化剂和纸浆等产品。
由于其高度吸水能力和吸附性，蒙脱石也被用于土壤修复和废水处理。
评价方面，蒙脱石具有良好的吸附性和分散性，但其颗粒粘附性可能导致产品产生尘埃。
总体来说，粘土矿是一类多功能的矿石，具有广泛的应用潜力。
然而，每种粘土矿类型具有其自身的优点和缺点，需要在具体应用中考虑。
此外，由于近年来环境保护的重要性日益凸显，粘土矿的环境友好性和可持续性也成为评价的重要因素之一。
膨润土
摘要：本文分析了膨润土对水泥浆液的作用机理及其影响。
结果表明，膨润土较好的改善了水泥浆的粘度、析水率、分散性、保水性等工作性能，从而有利于提高灌浆效果。
但同时随着膨润土掺量的增加，也会在一定程度上降低浆液的强度，因此在配制浆液时要综合考虑膨润土对浆液的影响，根据实际工程选取合理的配比。
关键词：膨润土；稳定剂；粘度；析水率；浆液强度；保水剂；分层度1. 引言大坝基础防渗帷幕灌浆和岩溶灌浆一般都采用多种水灰比的水泥灌浆，这种方法对浆体的稠度都是由稀变浓的加以控制，直到达到灌浆结束为止。
常规灌浆最大的弊端是费工费时，浪费浆材。
因此，世界许多发达国家正积极发展水泥灌浆新技术和水泥稳定浆材的研究，形成了用水泥灌浆新技术和水泥稳定浆材解决复杂基础处理的趋势。
八十年代初日本首次研制出超细水泥浆材的湿式工法(WMC 工法)，此后许多国家相继以超细水泥作为灌浆材料的研究[1，2]：在此基础上我国于八七年研制成功了湿磨细水泥浆的灌浆新技术[3]；但是，因超细水泥成本高，每吨成本价都在2000 元以上，因此，限制了超细水泥在工程中的应用。
九十年代初，新的灌浆技术法开始在工程中应用，该法主要是通过添加膨润土来生产稳定浆液，目前国内外配制稳定灌浆液普遍采用膨润土作稳定剂，用膨润土配制的浆液稳定性、可灌性、保水性、分散性一般都比较好，但是也有不少工程在灌浆过程中，由于浆液稳定性和保水性不好出现了问题，非但没有达到预期的效果，反而浪费了很多浆材，造成了巨大损失。
因此，本文着重介绍膨润土对砂浆溶液的影响，以便为今后配制稳定浆液提供参考。
2. 膨润土对水泥浆液的作用机理及其影响膨润土[4](Bentonite)按译音、成因及用途又称斑脱岩、膨土岩等。
是以蒙脱石(也称微晶高岭石、胶岭石)为主要成分的粘土岩-蒙脱石粘土岩,常含少量伊利石、高岭石及沸石、长石、方解石等。
蒙脱石为少量碱及碱土金属的含水铝硅酸盐矿物。
其化学式为Nax(H2O)4{(Al2～xMg0.33)[Si4O10](OH)2}。
化学泥浆成分
化学泥浆成分
化学泥浆是一种用于钻探和采矿等工程中的泥浆，其主要成分包括以下几种：
1. 水：作为泥浆的主要成分之一，水可以稀释和冷却泥浆，使其更容易流动。
2. 悬浮固体物：悬浮固体物通常是由细颗粒的矿物、岩石碎片和泥土等组成的。
它们在泥浆中悬浮着，起到稳定泥浆和防止泥浆流失的作用。
3. 粘土：粘土是一种天然的黏性物质，通常由高岭土、膨润土等组成。
它可以增加泥浆的黏度和稠度，使泥浆更易于流动和填充钻孔。
4. 聚合物添加剂：聚合物添加剂可以增加泥浆的黏度和稠度，提高其流动性和可塑性。
此外，聚合物添加剂还可以改善泥浆的减阻性能和抗塌陷性能。
5. 膨润土：膨润土是一种天然的矿物质，通常由硅酸盐矿物和氧化铁等组成。
它可以增加泥浆的黏度和稠度，提高其稳定性和抗塌陷性能。
6. 硫化铝：硫化铝是一种化学物质，可以增加泥浆的黏度和稠度，提高其流动性和减阻性能。
此外，硫化铝还可以改善泥浆的抗塌陷性能和过滤性能。
7. 氢氧化钠：氢氧化钠是一种碱性化学物质，可以调节泥浆的pH值，提高其黏度和流动性。
此外，氢氧化钠还可以改善泥浆的润滑性能和减少孔隙的水含量。
这些成分的比例可以根据具体的工程要求进行调整，以达到最佳的泥浆性能。
粘土及膨润土造孔泥浆试验规程
中国水利水电基础工程局企业技术标准粘土及膨润土造孔泥浆试验规程1适用范围1.1本规程规定了粘土及膨润土固壁泥浆的试验内容、试验方法、仪器设备以及注意事项等。
1.2本规程适用于地下连续增槽孔建造、大田径桩基钻孔和小口径钻孔所用的国壁泥浆。
2相对密度2.1 定义：泥浆的相对密度（俗称比重）是指泥浆的重量与4℃时的同体积淡水重量之比，常用符号“γ”表示。
相对密度为无量纲（没有单位）。
2.2 试验仪器：1002型比重计（见图2.2），测量范围0.96～2. 0，刻度分值为0.01，泥浆杯容积约140mL。
2.3 试验方法2.3.1 仪器校正：用水（相对密度为1.0）校正仪器。
往泥浆杯中注满清水，加盖后，使多余的水从杯盖的中心孔溢出，擦净表面水分。
将主刀口置子刀垫上。
移动游码至刻度线1.0处。
此时仪器应处于平衡状态，水平泡应处于中央位置。
否则，应增减平衡圆柱中的金属颗粒，将水平泡调整至中央位置。
2.3.2 相对密度的测定：将搅拌均匀的待测泥浆装满泥浆杯，盖上杯盖，并使多余的泥浆从杯盖的中心孔排出。
用清水冲净仪器外表泥浆（此时应用手指堵住杯盖中心孔，以免水分进入泥浆杯中，影响试验结果），擦净表面水分。
按仪器校正的同样方法，当水平泡处于中央位置时，测读游码左侧的刻度值，即为泥浆的相对密度。
2.4 注意事项2.4.1比重计必须放置在水平的台面上。
2.4.2在给泥浆杯加盖时，必须有泥浆从杯盖的中央孔中溢出。
2.4.3不得随意打开平衡圆柱。
3粘度3.1定义：泥浆粘度是指泥浆流动时内部各层的摩擦阻力。
用“η”表示，单位为s。
3.2 1006型漏斗粘度计测定法3.2.l试验仪器：（l）1006型漏斗式粘度计（见图3.2.1）：以500mL泥浆从漏斗中流出的时间来表示被测泥浆的粘度；（2）精度为0.2秒的秒表一块；（3）500mL敞口量杯一个；（4）1000mL量杯一个。
3.2.2试验方法与步骤：（1）粘度计使用前应用水湿润，然后装置在仪器架上，装好筛网。
膨润土的八大性质
我公司是膨润土的专业生产公司， 公司地理条件优越，交通便利， 配套设施齐全，资源丰富，具有 非常强的成本优势。下面给大家 介绍的是膨润土的八大性质。
一、吸水膨胀性：
膨润土具有吸湿性，能吸附8～15 倍于自己体积的水量。吸水后能 膨胀，膨胀倍数是自身原体积的 三十余倍。 膨润土的主要成分蒙 脱石为2∶1层状硅酸盐。其中的Al 和Si可被Mg、Ca或Fe离子置换， 可交换的阳离子骨架有剩余负电 荷，加上蒙脱石晶层间结合力较 弱，可吸附阳离子和极性水分子。
一般pH＜7时，晶格中八面体上的 离子溶解度大于四面体，酸溶时， 碱金属离子、碱土金属离子溶解 较快，其次是铁离子。铝溶解较 慢，当Al2O3被酸溶解量占总量的 75%～80%以上时，晶格被破坏。 pH＞8时，四面体上少量可溶性硅 酸盐上SiO2被溶解下来，其溶解度 随碱的浓度增大而增加。
在中性溶液中，蒙脱石上交换性 阳离子即反离子也有一定溶出。 蒙脱石硅酸盐为极性分子，故不 溶于有机溶剂。
因此在水货或性溶液中会发生体 积膨胀。 最常见的可以交换阳离 子是Ca2+和Na+。因此，根据所含 的可交换阳离子的种类和含量， 膨润土又可分为钙基膨润土和钠 基膨润土。钠基膨润土较钙基膨 润土有更好的阳离子交换能力。 Na+的电荷密度较Ca2+小。
它与蒙脱石晶格的结合能较小， 水化能低，Na+的离解能力强，交 换性好，易被交换，存在于蒙脱 石交换位置的。Na+几乎能全部被 其他高价阳离子取代，钠基膨润 土交换吸附有机大阳离子生成的 有机蒙脱石复合物稳定性好，不 受水的影响。天然钙膨润土可通 过化学方法改型为钠基膨润土。 Na+作为阳离子钠基。
物理吸附和蒙脱石吸附极性水分 子形成水化膜一样，蒙脱石吸附 的极性有机分子取代蒙脱石的层 间吸附水呈有机溶剂化膜状态， 这种有机吸附不改变蒙脱石的阳 离子交换性，一般极性有机分子 取代极性水分子是可逆的。
钻井泥浆膨润土介绍
钻井泥浆膨润土介绍膨润土外观特征是适当粒度的粉末，因含杂质的不同，有白色、灰色、灰黄色和紫红色等颜色，易吸潮，吸潮后结块。
一般要求膨润土的造浆率为16米3。
钠膨润土的造浆率较高，而钙膨润土需要经过改造处理才能使用。
目前我国水基钻井液所用的粘土分为三个等级：一级为符合API标准的钠膨润土；二级土为改性土，经过改性符合OCMA（Oil Compang Materials，Association）标准要求；三级为较次的配浆土，仅用于性能要求不高的钻井液。
如堵漏用的钻井液等。
为了保证膨润土的质量，在使用之前应先进行鉴定。
室内测定标准为：将膨润土和蒸馏水配成浓度为6%的泥浆（在100克蒸馏水中加入6克膨润土），用1200转/分的速度强烈搅拌15分钟，不加任何处理剂，测定其性能应达到如下要求。
1、塑性粘度应大于15毫帕秒；2、有效粘度应大于18毫帕秒；3、动切力应大于1.9帕；4、静切力为0—15帕；5、滤失量小于15毫升；6、含砂量小于0.5%；7、pH值为7左右；8、细度要求通过200目筛；9、粘土密度小于2.70克/厘米3。
现场测定标准为：若现场无上述实验设备。
可将膨润土与清水配制成密度为1.05克/厘米3的钻井液，再加0.5%左右的Na2CO3，钻井液的漏斗粘度应大于20秒，滤失量小于10毫升，这种膨润土即可作为配制钻井液的原材料。
膨润土是基础配浆材料，适用于淡水和矿化度小于2000毫克/升的咸水钻井液，也可以作为降滤失剂、增粘剂和堵漏剂。
钻井泥浆膨润土具有良好的悬浮性、触变性，滤失量小、造浆性能好，配制方便、易调整钻井液比重等特点，是深井及海洋钻井工程必不可少的理想基础材料。
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粘土、膨润土泥浆的性能
1、指标值
2、各项指标的测定
1）粘度η(s)：用两端开口量杯分别量取200ml和500ml泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将700ml泥浆注入漏斗，然后使泥浆从漏斗中流出，流满500ml量杯所需时间(s)即为所测泥浆的粘度。
漏斗中注入700ml清水，流出500ml，所需时间应是15s，如偏差超过±1s，则量测泥浆粘度时应校正。
2）含砂率：把调制好的泥浆50ml倒进含砂率计，然后再倒450ml 清水，将仪器口塞紧，摇动1min，由仪器刻度读出下端沉淀物的体积，乘2便为砂率(%)。
（有一种大型的含砂率计，不用乘2）3）胶体率(%)：亦称稳定率，它是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。
将1000 ml泥浆放入干净量杯中，用玻璃板盖上，静置24h后，量杯上部的泥浆可能澄清为透明的水。
量杯底部可能有沉淀物，以100－（水＋沉淀物）体积即等于胶体率。
4）失水量和泥皮厚：用一张120 mm×120mm的滤纸，置于水平玻璃上，中央画一直径30mm的圆圈，将2ml的泥浆滴于圆圈中心，30min后量算湿润圆圈的平均半径减去泥浆坍平成为泥饼的平均半径(mm)，即为失水量单位ml/min。
在泥纸上量出的泥饼厚度(mm)即为泥皮厚，一般不宜厚于2~3mm。
3、泥浆的配制
1）一般可选用塑性指数大于25，粒径小于0.074mm的粘粒含量大于50%的粘性土制浆，当采用性能较差的粘性土凋制的泥浆其性能指标不符合要求时，可在泥浆中掺入Na2CO3、NaOH或膨润土粉末，以提高泥浆性能指标，掺入量宜经过试验确定，一般Na2CO3的掺入量约为孔中泥浆土量的0.1%~0.4%。
2）使用钠质膨润土造浆，一般用量为水的8%，对粘性土层，用量可降低到3%~5%，较差的膨润土用量为水的12%左右。
3）泥浆外加剂：
a、CMC全名羧甲基纤维素，掺入量为膨润土的0.01~0.05%。
增加泥浆粘性，使土层表面形成薄膜而防护孔壁剥落。
b、FCI全名铁木质素磺酸钠盐，可改善因混杂有土、砂粒、碎石、卵石及盐分等而变质的泥浆性能，使其继续循环使用，掺量为膨润土的0.1%~0.3%。
c、硝基腐殖硫酸钠（煤碱剂），作用与FCI相似，可任选一种。
d、Na2CO3，纯碱，增大PH值，提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水量，掺入量为膨润土的0.3%~0.5%。