吸附性

吸附是所有固體物質存在的自然現象。我們將某些分子聚集在膨潤土表面的現象，稱為膨潤土的吸附作用。這種吸附作用在工業上得到了廣泛應用。如鉆井泥漿經常利用膨潤土礦物的吸附特性來調整不同使用目的的泥漿參數，如添加降濾失劑，就是通過高分子聚合物一端吸附在膨潤土顆粒表面，另一端溶于水使膨潤土顆粒和水分子之間產生了一種間接的聯系。形成了一種橋聯作用，減少了泥漿中的自由水，改變了泥漿的性能參數，達到降低濾失率的目的。

鈣鈉膨潤土由天然基鈣鈉膨潤土加工而成，是輕型鑄件普遍采用的型砂粘結劑。它以實用和鑄件清砂便捷而受用戶歡迎。和其他黏結劑相比，膨潤土有一個重要的特點，就是它具有一定的耐熱能力。只要加熱溫度不太高，脫除了自由水的膨潤土只要加水，仍能恢復粘能力。膨潤土的粘結能力只有在加水以后才能表現出來。膨潤土失去粘結能力，也與它的脫水有關。到目前為止，認為膨潤土中的水分有三種形態：一種水是自由水，即膨潤土顆粒吸附的水，加熱到100℃以上，就可脫除自由水，脫除了自由水的膨潤土，粘結能力不受影響；二種水是牢固結合水，110℃下長時間加熱，膨潤土可完全脫除自由水，但不會脫除牢固結合水。已完全脫除自由水的膨潤土，再在較高的溫度（如200℃，300℃）下加熱仍會繼續減重，說明仍有水分損失。膨潤土經這樣加熱脫水后，只要加水，能完全恢復粘結能力；三種水是晶格水，也有人稱之為結構水。晶格水只有在相當高的溫度下才能部分或全部脫除。膨潤水的晶格水脫除以后，即喪失粘結能力，成為死粘土。不同的膨潤土，喪失粘結能力的溫度不同。由差熱分析實驗證明：一般來說，天然鈉膨潤土的失效溫度為638℃，鈣膨潤土為316℃。人工活化的鈉膨潤土，由于活化條件各異，失效溫度不一，但都低于天然鈉膨潤土。

膨潤土遇水有明顯的膨脹性能，與鹽酸溶液混勻后，膨脹后所占有的體積，稱為膨脹倍，以毫升/克樣表示。它與膠質價一樣，與膨潤土的屬型和蒙脫石的含量密切相關，同一屬型的膨潤土。含蒙脫石愈多，膨脹倍愈高。所以，膨脹倍也是鑒定膨潤土礦石屬型和估價膨潤土質量的技術指標之一。

主要儀器與試劑：帶塞量筒(100毫升，直徑約25毫米) ；鹽酸溶液(1N)，取83毫升鹽酸加水稀釋至1000毫升，搖勻。

具體操作步驟：稱取1．000克試樣于加入30～40毫升水的100毫升帶塞量筒內，再加水至75毫升刻度處；蓋緊塞子搖晃3分鐘，使試樣充分散開與水混勻，在光亮處觀察，無明顯顆粒團塊即可；打開塞子，加入25毫升lN鹽酸溶液，再塞上塞子，搖晃1分鐘；將量筒放置于不受振動的臺面上，靜置24小時，讀出沉淀物界面的刻度值，即為膨脹倍，以毫升/克樣表示。

膨潤土的膨脹性能好，搖動分散的程度對結果有明顯的影響。所以，在充分搖散的前提下，應嚴格控制搖動的時間；酸性膨潤土的膨脹倍有的小于5毫升/克樣，而量筒無小于5毫升刻度，無法準確讀數，則可以5毫升/克樣表示。

很多打樁工程都是用膨潤土作為配置鉆井泥漿的主要材料之一，然后配置其他材料輔助泥漿的性能，完成橋梁、橋墩的打樁任務。那么打樁配置鉆井泥漿還有什么材料呢？它們有什么各自所起的作用呢？

打樁膨潤土泥漿的相關材料與作用：

（1）膨潤土：作為造漿的主要材料，起到泥漿護壁的作用，一般選用人工鈉基膨潤土，而普通鈣基膨潤土則需要改造處理后才可以用于造漿。該產品可用在油包水乳化泥漿中做油中可分散膠體，提高油包水乳化泥漿的粘度、切力，降低其濾失量，增強它的懸浮能力和穩定性。

（2）火堿：調節鉆井泥漿的PH值，打樁工程現場的鉆井泥漿都是偏堿性的液體，加入火堿提高鉆井液粘性性能、減少鉆具腐蝕和防止鉆井泥漿的發酵問題，平衡地表壓力。一般選擇包裝：每袋25kg。

（3）純堿：很常用的一種泥漿助劑，它添加到鉆井膨潤土泥漿中起到降率矢的作用，同時泥漿的粘度和切力增大，此款產品不宜過多使用，否則會導致膨潤土顆粒發生聚結。

（4）固體乳化劑：用于鉆井泥漿的混油作業和地層液體浸入的時候起到乳化劑的作用，一般很少用到此款產品。

（5）降粘降失水劑：此款產品可以減少鉆井泥漿的高溫以及高壓的失水，有效提高泥漿液體的泥餅質量，泥皮薄，減少泥漿液體中的水分，從而提高泥漿液體性能。

（6）聚酰胺：它是高分子聚合物，遇水易溶解，溶解后出現透明度粘稠液體，在膨潤土泥漿中可以提高絮凝度。

（7）聚合物降失水劑：起到抗高溫作用的產品，抗溫度可達1400C，處理的膨潤土泥漿流變性好，在淡水泥漿中有降失水和提粘的作用，鹽水泥漿中降率矢和輕微的提粘效果。