膨胀土电化学改性试验研究

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(1.山西职业技术学院 材料工程系，太原　030006; 2.中核新能核工业工程责任有限公司 工程勘察分院， 太原　030006)

1　膨胀土电化学改性概述

膨胀土是一种多裂隙并具有显著胀缩特性的特殊黏性土，主要具有以下4个特征：①颗粒级配中黏粒含量>30%；②其黏土矿物成分中主要为强亲水性矿物，如蒙脱石等；③液限>40%的高塑性土；④吸水膨胀，失水收缩[1]。膨胀土的胀缩特性会使土层发生位移、开裂、隆胀和滑塌等危害，工程中常使用化合物固结和化学改性来改变膨胀土的亲水性[2]，但目前研究人员还较少涉及电化学改性膨胀土这一研究方向。

电化学改性膨胀土实际上是化学处理与电渗法的结合。电渗法是指将直流电连接两端的土壤，土壤水能够在很短的时间内通过渗透排出，经常用于软土或软黏土的排水使之固结。主要利用孔隙中的水在外加电场作用下向电极(阳极或阴极)发生迁移而进行排水，并结合土体上的堆载进行固结。而电化学改性的化学处理部分是在阳极装入含有大量高价阳离子的电解液，通过电渗法增加土体的渗透性，并在电泳作用下进入土层孔隙液中，改变土颗粒的亲水性[3-5]。

羟基铝是铝离子达到水解平衡后生成的各种铝形态的统称。羟基铝溶液的铝形态的种类和相对含量根据合成羟基铝的条件的不同而发生变化，[Al13]7+具有高电荷和中等尺寸(约9.5Å)，是在羟基铝研究中最受欢迎的一种铝形态[6-8]，由铝离子、氧原子、羟基和水分子通过配位键和共价键组合而成。[A……