1、1第八章第八章 漿體的膠體化學原理漿體的膠體化學原理u漿漿 體體：溶膠：溶膠-懸浮液懸浮液-粗分散體系混合形成的一種流動的物體，粗分散體系混合形成的一種流動的物體，包括粘土粒子分散在水介質(zhì)中形成的泥漿系統(tǒng)、非粘土的固包括粘土粒子分散在水介質(zhì)中形成的泥漿系統(tǒng)、非粘土的固體顆粒形成的具有流動性的泥漿體；體顆粒形成的具有流動性的泥漿體；u普通陶瓷普通陶瓷的注漿成型用泥漿、施釉用的釉漿是典型的粘土的注漿成型用泥漿、施釉用的釉漿是典型的粘土水系統(tǒng)漿體；水系統(tǒng)漿體；u精細精細/先進陶瓷先進陶瓷的注射成型用的漿體、熱壓鑄法的蠟漿都是漿的注射成型用的漿體、熱壓鑄法的蠟漿都是漿體的應用；體的應用；u研究漿體的流

2、動性、穩(wěn)定性以及懸浮性、觸變性等，對于制研究漿體的流動性、穩(wěn)定性以及懸浮性、觸變性等，對于制備無機材料具有重要意義；備無機材料具有重要意義；u本章重點本章重點討論粘土水系統(tǒng)所形成的泥漿、非粘土的固體顆討論粘土水系統(tǒng)所形成的泥漿、非粘土的固體顆粒形成的具有流動性的泥漿體的膠體行為。粒形成的具有流動性的泥漿體的膠體行為。概概 述述28-1 粘土粘土-水系統(tǒng)膠體化學水系統(tǒng)膠體化學粘土粘土-水系統(tǒng)性質(zhì)：水系統(tǒng)性質(zhì)： 1、粘土礦物細（、粘土礦物細（0.1m到到10m）表面積表面積 表面能表面能有降低表面能的趨勢有降低表面能的趨勢團聚團聚 2、粘土帶負電荷吸附水化陽離子；、粘土帶負電荷吸附水化陽離子； 3

3、、是介于溶膠、是介于溶膠懸浮液懸浮液粗分散體系之間的一種粗分散體系之間的一種 特殊狀態(tài)。特殊狀態(tài)。3一粘土的荷電性一粘土的荷電性 1809年盧斯盧斯發(fā)現(xiàn)分散在水中的粘土粒子在電場作用下向陽極移動，說明粘土粒子是帶負電的。粘土的電荷可分為負電荷，兩性電荷和凈電荷等三種。1、負電荷、負電荷1）負電荷產(chǎn)生的原因）負電荷產(chǎn)生的原因（1）主要是由粘土晶格內(nèi)的同晶置換所引起的）主要是由粘土晶格內(nèi)的同晶置換所引起的 a、蒙脫石、蒙脫石：AlO4(OH)2中的Al3+被Mg2+、Fe2+取代，還有少量SiO4中的Si4+被Al3+取代，盡管少數(shù)負價離子吸附其它陽離子而飽和，但仍有大多數(shù)不能中和，故蒙脫石總顯負

4、電； b、伊利石、伊利石：SiO4中1/6的Si4+被Al3+取代，出現(xiàn)的剩余負電荷大部分被層間的K+、H+、Ca2+所平衡，只有少部分負電荷對外表現(xiàn)出來； c、高嶺石、高嶺石：存在少量的Al3+對Si4+的同晶置換。4（2）吸附在粘土表面的腐植質(zhì)離解 （腐植質(zhì)腐植質(zhì)羧基或酚羧基的氫解離而引起）羧基或酚羧基的氫解離而引起） 粘土-RCOOH粘土-RCOO+ H+ 陳腐的目的是產(chǎn)生有機物（腐植質(zhì)）陳腐的目的是產(chǎn)生有機物（腐植質(zhì)）（3）粘土邊面斷裂，活性邊面上破鍵而產(chǎn)生兩性電荷 （高嶺石帶電主要原因）（高嶺石帶電主要原因） 2)負電荷的分布負電荷的分布：大部分分布在層狀硅酸鹽的板面。 可以吸附水化

5、陽離子以中和負電荷，達到電荷平衡。因同晶置換產(chǎn)生的負電荷量介質(zhì)無關，因腐植質(zhì)離解產(chǎn)生的負電荷量與介質(zhì)有關，在堿性介質(zhì)中有利于H+離解而產(chǎn)生更多的負電荷。52、兩性電荷、兩性電荷 高嶺石中同晶置換較少，斷鍵是高嶺石帶電的主要原因，而使其邊面邊面（平行于平行于C軸的面軸的面）帶兩性電荷。 高嶺石處在酸性介質(zhì)中 pH8，邊面帶負電；3、凈電荷、凈電荷：粘土所帶正、負電荷的代數(shù)和。凈電荷凈電荷=粘土負電荷粘土負電荷+粘土正電荷粘土正電荷6二、粘土的離子交換二、粘土的離子交換1、粘土的離子交換、粘土的離子交換 粘土因帶負電荷而吸附介質(zhì)中的陽離子，該陽離子又可被介質(zhì)中其它電價高、濃度大的陽離所交換。2、陽

6、離子交換的特點、陽離子交換的特點a同號離子相互交換；b離子以等當量交換；c交換和吸附是可逆過程；d. 離子交換不影響粘土本身的結構。離子吸附和離子交換是一個反應中同時進行的兩個不同過程，離子吸附是粘土顆粒與陽離子之間相互作用；離子交換則是陽離子之間的相互作用。Ca2+由溶液轉(zhuǎn)移粘土顆粒上離子吸附過程，Na+由粘土顆粒到溶液解吸的過程。吸附和解吸的結果Na+、Ca2+相互換位陽離子交換。Na+Na+粘土+ Ca2+Ca-粘土+2Na+7 利用粘土的陽離子交換性質(zhì)可以提純粘土及制備吸附單一離子的粘土： X-樹脂 + Y-粘土Y-樹脂 + X-粘土 X : 單一陽離子，Y: 多種陽離子3、陽離子交換

7、量、陽離子交換量（cation exchange capacity,c.e.c） PH=7時每一百克干粘土所吸附陽離子的物質(zhì)的量。 其單位為 ：mmol礦物礦物高嶺石高嶺石多水高嶺石多水高嶺石伊利石伊利石蒙脫石蒙脫石蛭石蛭石陽離子陽離子交換容量交換容量( mmol/100g土土)315204010407515010015084影響陽離子交換量的因素影響陽離子交換量的因素粘土的礦物組成粘土的礦物組成：晶格取代愈多的粘土，其交換容量愈大晶格取代愈多的粘土，其交換容量愈大a蒙脫石同晶置換較多，晶格層間結合較疏松，遇水易膨脹而分裂成細片，顆粒分散度高，交換量大；b伊利石層狀晶胞間結合很牢固，遇水不易膨

8、脹，K+牢牢地固定在晶層之間，只有少量K+參與交換反應，故其交換容量比蒙脫石??；c高嶺石中同晶置換極少，只有破鍵是吸附陽離子的主要原因，故其交換容量最低。 蒙脫石陽離子交換量蒙脫石陽離子交換量 伊利石伊利石 高嶺石高嶺石9 粘土細度粘土細度：細度交換量 高嶺石的陽離子交換主要是由破鍵破鍵引起的，顆粒越細，交換容量顯著增加，蒙脫石的陽離子交換主要是由晶格取代產(chǎn)生電荷，受細度影響不大。 腐植質(zhì)的含量腐植質(zhì)的含量：含量交換量； 介質(zhì)的介質(zhì)的PH值值：pH交換量； 離子濃度離子濃度：濃度交換量。105、陽離子與粘土的相互作用力、陽離子與粘土的相互作用力1）對于不同價陽離子，電價高與粘土吸引力大）對于不

9、同價陽離子，電價高與粘土吸引力大： M3+M2+M1+； H+特殊特殊，因其體積小，電荷密度高，粘土對它引力最強。2）對于同價陽離子，半徑越小與粘土的吸引力愈?。τ谕瑑r陽離子，半徑越小與粘土的吸引力愈小：Li+Na+Al3+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+Li+11三、粘土膠體的電動性質(zhì)三、粘土膠體的電動性質(zhì) 1粘土與水的作用粘土與水的作用粘土表面上的粘土表面上的O2、OH-可以用氫可以用氫鍵方式與靠近其表面得水分子結合；鍵方式與靠近其表面得水分子結合；因粘土帶負電，使極性水分子發(fā)因粘土帶負電，使極性水分子發(fā)生定向排列；（靠近粘土端為正，遠生定向排列；（靠近粘土端為正，遠離

10、粘土端為負）離粘土端為負）粘土吸附水化陽離子。粘土吸附水化陽離子。 水在粘土膠粒周圍隨距離增大結合力減弱而分成水在粘土膠粒周圍隨距離增大結合力減弱而分成牢固結合水，牢固結合水，疏松結合水和自由水疏松結合水和自由水。粘土顆粒吸附著完全定向的水分子層和。粘土顆粒吸附著完全定向的水分子層和水化陽離子，這部分與粘土顆粒形成一個整體一起在介質(zhì)中移水化陽離子，這部分與粘土顆粒形成一個整體一起在介質(zhì)中移動，這種水稱動，這種水稱牢固結合水牢固結合水（吸附水膜、水化膜）。在牢固結合（吸附水膜、水化膜）。在牢固結合水周圍一部分定向程度較差的水稱水周圍一部分定向程度較差的水稱疏松結合水疏松結合水（擴散水膜），（擴散

11、水膜），疏松結合水以外的水為疏松結合水以外的水為自由水自由水。12 結構水結構水：以：以OH基形式存在于粘土晶格中基形式存在于粘土晶格中, 400 600脫水脫水 層間水層間水：吸附在粘土礦物層間，：吸附在粘土礦物層間，100200脫水，脫水， 牢固結合水、疏松結合水牢固結合水、疏松結合水：粘土顆粒表面所吸附的水：粘土顆粒表面所吸附的水 自由水自由水：和粘土顆粒之間沒有吸附作用的一部分水：和粘土顆粒之間沒有吸附作用的一部分水2、粘土結合水量、粘土結合水量 與粘土礦物組成、粘土分散度以及粘土上吸附的陽離子種類與粘土礦物組成、粘土分散度以及粘土上吸附的陽離子種類有關。一般與粘土陽離子交換量成正比，

12、有關。一般與粘土陽離子交換量成正比，實驗證明：實驗證明：a)粘土與一價陽離子結合水量粘土與一價陽離子結合水量 二價陽離子二價陽離子 三價陽離子；三價陽離子；b)對于同價離子，隨離子半徑增大，結合水量減少。（水化對于同價離子，隨離子半徑增大，結合水量減少。（水化膜小的緣故）膜小的緣故） Li-粘土結合水粘土結合水 Na-粘土粘土 K-粘土粘土133、粘土膠體的電動電位、粘土膠體的電動電位1）-電位的產(chǎn)生電位的產(chǎn)生粘土顆粒分散在水中，陽離子受到粘土膠粒對它的靜電引力粘土顆粒分散在水中，陽離子受到粘土膠粒對它的靜電引力（靠近粘土顆粒）及陽離子本身的熱運動產(chǎn)生的擴散力（離開（靠近粘土顆粒）及陽離子本身

13、的熱運動產(chǎn)生的擴散力（離開粘土顆粒）。受力結果使陽離子分布由多到少。吸附層與粘土粘土顆粒）。受力結果使陽離子分布由多到少。吸附層與粘土形成一整體帶負電，擴散層帶正電。在外電場作用下，吸附層形成一整體帶負電，擴散層帶正電。在外電場作用下，吸附層向正極運動，擴散層向負極運動，兩者相對移動所產(chǎn)生的電位向正極運動，擴散層向負極運動，兩者相對移動所產(chǎn)生的電位差即為差即為-電位電位。142）-電位電位-電位：電位：吸附層吸附層與擴散層擴散層之間的電位差。熱力學電位差熱力學電位差：粘土質(zhì)點表面與擴散層之間的總電位差。（）吸附層吸附層：受粘土顆粒表面引力作用較強而牢固地吸附在其表面的水化陽離子層。（帶負電帶負

14、電）擴散層：擴散層：吸附層以外受粘土顆粒引力作用較小的水化陽離子層。（帶正電）（帶正電）擴散雙電層擴散雙電層=吸附層吸附層+擴散層擴散層膠膠 粒粒擴散層擴散層 膠核（粘土顆粒）膠核（粘土顆粒） 吸附層吸附層粘土粘土膠團膠團153）影響）影響-電位大小的因素電位大小的因素陽離子濃度陽離子濃度：介質(zhì)中陽離子濃度：介質(zhì)中陽離子濃度-電位電位； 濃度濃度吸附層中的陽離子向擴散層擴散吸附層中的陽離子向擴散層擴散擴散層擴散層-電位電位； 陽離子電價陽離子電價：電價：電價-電位電位； 高價陽離子與粘土的吸引力大高價陽離子與粘土的吸引力大擴散層厚度擴散層厚度-電位電位， M+-粘土的粘土的-電位電位 M2+-

15、粘粘 M3+-粘土；粘土；離子半徑離子半徑：對于同一個價離子，半徑：對于同一個價離子，半徑-電位電位， 半徑半徑電荷密度電荷密度對水吸引力對水吸引力水化膜厚度水化膜厚度擴散層擴散層；有機質(zhì)含量有機質(zhì)含量：有機質(zhì)：有機質(zhì)-電位電位， 有機質(zhì)有機質(zhì)粘土表面負電荷粘土表面負電荷吸附陽離子量吸附陽離子量擴散層擴散層-電位電位； -電位較高，粘土粒子之間能保持一定距離，削弱和抵消了電位較高，粘土粒子之間能保持一定距離，削弱和抵消了范德華引力從而提高泥漿和穩(wěn)定性。泥漿不易聚沉，具有流動范德華引力從而提高泥漿和穩(wěn)定性。泥漿不易聚沉，具有流動性，性，-電位須在電位須在-50mv以上以上。16四、粘土四、粘土-

16、水系統(tǒng)的膠體性質(zhì)水系統(tǒng)的膠體性質(zhì)1流變學基礎流變學基礎流變學流變學 研究外力作用下物料流動和變形的一門科學。研究外力作用下物料流動和變形的一門科學。1）流動類型）流動類型牛頓流動牛頓流動 物體一受剪應力即流動，滿足物體一受剪應力即流動，滿足=dv/dx，=0，形變不能復原。，形變不能復原。（水、甘油）（水、甘油） 為剪切應力，為剪切應力，為粘度為粘度 ，dv/dx為剪切速度梯度；為剪切速度梯度；賓漢流動賓漢流動 f，物體產(chǎn)生流動，物體產(chǎn)生流動，流動方式同牛頓流動流動方式同牛頓流動=dv/dx （新拌混凝（新拌混凝土）土）17塑性流動塑性流動（陶瓷材料最主要的流動方式）（陶瓷材料最主要的流動方式

17、） f1（屈服值），物體不產(chǎn)生流動，（屈服值），物體不產(chǎn)生流動，f1 fN物體流動同牛頓流動。（泥漿，高溫時晶界物體流動同牛頓流動。（泥漿，高溫時晶界間滑移，油漆）間滑移，油漆）假塑性流動假塑性流動 不存在屈服值，不存在屈服值，f=0（受力便流），（受力便流），dv/dx，dv/dx不與不與成正比（高聚合物的溶液）成正比（高聚合物的溶液）膨脹流動膨脹流動不存在屈服值，不存在屈服值，f=0，dv/dx，dv/dx不與不與成正比（瘠性料成正比（瘠性料漿：漿：Al2O3和石英等）和石英等）182泥漿的流動性和穩(wěn)定性泥漿的流動性和穩(wěn)定性注漿料要求含水量低，流動性、穩(wěn)定性好。注漿料要求含水量低，流動性、

18、穩(wěn)定性好。（水量（水量模吸水模吸水模強度模強度 ，水，水坯水坯水干燥變形、開裂干燥變形、開裂 ）泥漿膠泥漿膠溶或稀釋：加入適量電解質(zhì)后泥漿粘度顯著下降，粘土在水介溶或稀釋：加入適量電解質(zhì)后泥漿粘度顯著下降，粘土在水介質(zhì)中充分分散的現(xiàn)象。泥漿絮凝或增稠：加入過量電解質(zhì)泥漿質(zhì)中充分分散的現(xiàn)象。泥漿絮凝或增稠：加入過量電解質(zhì)泥漿粒子相互聚集，粘度增加現(xiàn)象。粒子相互聚集，粘度增加現(xiàn)象。1）泥漿的流變曲線）泥漿的流變曲線分別泥漿中加入分別泥漿中加入0.0 mol NaOH、0.002mol NaOH、0.02mol NaOH和和0. 2 mol NaOH，其屈，其屈服分別由服分別由f1f2f3=0f4。

19、192）泥漿稀釋曲線）泥漿稀釋曲線p 加入電解質(zhì)加入電解質(zhì)15mg當量當量/100g土，電解質(zhì)土，電解質(zhì)；p 當當15mg 電解質(zhì)加入量電解質(zhì)加入量25mg ，電解質(zhì)，電解質(zhì)。20 粘土的粘土的邊面邊面帶兩性電荷，在酸性介質(zhì)中帶正電，在堿性介質(zhì)中帶兩性電荷，在酸性介質(zhì)中帶正電，在堿性介質(zhì)中帶負電，而帶負電，而板面板面始終帶負電，故粘土顆粒在介質(zhì)中必然產(chǎn)生三種始終帶負電，故粘土顆粒在介質(zhì)中必然產(chǎn)生三種結合方式：面結合方式：面-面、邊面、邊-面、邊面、邊-邊。邊。 板面板面-板面結合：分散排列（同性電荷相斥）板面結合：分散排列（同性電荷相斥）； 板面板面-邊面、邊面邊面、邊面-邊面結合：相互靠近（

20、異性電荷相吸）邊面結合：相互靠近（異性電荷相吸）； 加入電解質(zhì)加入電解質(zhì)顆粒間斥力顆粒間斥力邊邊-邊、板邊、板-邊邊面面-面面流動性流動性。 214）提高泥漿流動性的條件（作為稀釋劑的電解質(zhì)須具備條件）提高泥漿流動性的條件（作為稀釋劑的電解質(zhì)須具備條件）p要求介質(zhì)呈堿性；要求介質(zhì)呈堿性； 此時此時板面、邊面均帶負電板面、邊面均帶負電顆粒間斥力顆粒間斥力，粘土在酸介，粘土在酸介質(zhì)中邊面帶正電，引起粘土邊面與帶負電的板面強烈吸引質(zhì)中邊面帶正電，引起粘土邊面與帶負電的板面強烈吸引邊邊-面、邊面、邊-邊結合邊結合。 p須有一價堿金屬陽離子交換粘土上原來吸附的陽離子；須有一價堿金屬陽離子交換粘土上原來吸

21、附的陽離子； 愛脫（愛脫（Eiter）提出：）提出： f 2/ k f是粘土膠粒間的斥力是粘土膠粒間的斥力 ，為電動電位，為電動電位，1/k為擴散層厚度。為擴散層厚度。 天然粘土以天然粘土以Ca-土、土、Mg-土或土或H-土形式存在，土形式存在，-電位較一價電位較一價堿金屬離子低。堿金屬離子低。H+的水化程度很小，大部分的水化程度很小，大部分H+進入吸附層中，進入吸附層中，很少處在擴散層，吸附層中的很少處在擴散層，吸附層中的H+中和大部分粘土顆粒負電荷，中和大部分粘土顆粒負電荷，故整個膠粒凈負電荷少，擴散層薄，故整個膠粒凈負電荷少，擴散層薄，-電位很小。加入電解質(zhì)電位很小。加入電解質(zhì)后，因一價

22、陽離子水化能力強而吸附能力弱，進入膠團的后，因一價陽離子水化能力強而吸附能力弱，進入膠團的吸附吸附層層離子數(shù)少，整個膠粒呈現(xiàn)的負電荷多，離子數(shù)少，整個膠粒呈現(xiàn)的負電荷多，擴散層擴散層增厚，增厚，-電位電位增加，流動性增加。增加，流動性增加。22p 陰離子的作用陰離子的作用不同陰離子的不同陰離子的Na鹽電解質(zhì)對粘土的膠溶效果不同鹽電解質(zhì)對粘土的膠溶效果不同 a)、陰離子能與原土上吸附的陽離子形成不可溶或穩(wěn)定的絡陰離子能與原土上吸附的陽離子形成不可溶或穩(wěn)定的絡合物，促進了合物，促進了Na+對陽離子的交換反應更趨完全。對陽離子的交換反應更趨完全。 Ca-土土+ 2NaOH2Na-土土 + Ca(OH

23、)2 Ca-土土+ NaSiO32Na-土土 + CaSiO3CaSiO3的溶解度比的溶解度比Ca(OH)2低得多，故其反應更趨完全低得多，故其反應更趨完全 Na-土土。 b)、聚合陽離子作用：聚合陰離子吸附在邊面，若邊面原帶聚合陽離子作用：聚合陰離子吸附在邊面，若邊面原帶電，則可中和之，若原過面不帶電或帶負電，則可增加負荷電，則可中和之，若原過面不帶電或帶負電，則可增加負荷量量。23p2）觸變結構（卡片結構、紙牌結構）觸變結構（卡片結構、紙牌結構） 泥漿顆粒的邊面和板面之間存在靜電引泥漿顆粒的邊面和板面之間存在靜電引力，構成三維網(wǎng)狀架構，架構空隙中包裹力，構成三維網(wǎng)狀架構，架構空隙中包裹大量

24、大量“自由水自由水”。網(wǎng)狀架構很不穩(wěn)定，當。網(wǎng)狀架構很不穩(wěn)定，當加上外力后，空隙中的自由水釋放，而使加上外力后，空隙中的自由水釋放，而使泥漿具有流動性。消除外力后，重新建立泥漿具有流動性。消除外力后，重新建立網(wǎng)狀架構包裹自由水，泥漿似凝固體，如網(wǎng)狀架構包裹自由水，泥漿似凝固體，如此循環(huán)往復。此循環(huán)往復。3、泥漿的觸變性、泥漿的觸變性p1) 觸變性觸變性泥漿靜止不動時似凝固體，加上外力（搖蕩、攪拌）后，泥漿泥漿靜止不動時似凝固體，加上外力（搖蕩、攪拌）后，泥漿具有流動性，靜止后又變成凝固體，如此重復無數(shù)次。具有流動性，靜止后又變成凝固體，如此重復無數(shù)次。網(wǎng)狀架構建立網(wǎng)狀架構建立 破壞破壞重建重建

25、 再破壞再破壞泥漿泥漿 凝固體凝固體 流體流體凝固體凝固體流體。流體。24p3）影響觸變性的因素）影響觸變性的因素 含水量：含水量：泥漿愈稀，顆粒間距離大，邊泥漿愈稀，顆粒間距離大，邊-面靜電引力下降，面靜電引力下降，不易建立卡片結構，觸變性小。不易建立卡片結構，觸變性小。 礦物組成：礦物組成：粘土觸變性與礦物結構遇水化膨脹有關粘土觸變性與礦物結構遇水化膨脹有關水化膨脹有兩種方式：水化膨脹有兩種方式：a.水進入顆粒之間水進入顆粒之間，b.水進入單位晶格水進入單位晶格之間之間。高嶺石僅有第一種水化方式，而蒙脫石則二種水化方式。高嶺石僅有第一種水化方式，而蒙脫石則二種水化方式都存在，故蒙脫石比高嶺

26、石易具有觸變性。都存在，故蒙脫石比高嶺石易具有觸變性。 膠粒的大小與形狀膠粒的大小與形狀 顆粒越細顆粒越細，活性邊面愈多，邊，活性邊面愈多，邊-面靜電引力面靜電引力卡片結構卡片結構觸觸變性變性；形狀不對稱形狀不對稱（平板狀、條狀）（平板狀、條狀）易形成易形成卡片結構卡片結構觸觸變性變性，球形顆粒不易顯觸變性。，球形顆粒不易顯觸變性。 電解質(zhì)電解質(zhì) 粘土吸附陽離子價數(shù)粘土吸附陽離子價數(shù)邊邊-面靜電引力面靜電引力不易形成卡片結構不易形成卡片結構觸變性觸變性。 溫度：溫度： T質(zhì)點熱運動質(zhì)點熱運動抵抗靜電引力抵抗靜電引力觸變性觸變性。 25應力應力-應變曲線應變曲線p a).當當FfA（屈服值屈服值

27、），應力與應變成），應力與應變成正比，彈性體，正比，彈性體，F(xiàn)=0，形變恢復；，形變恢復；p b).當當fAFfB ，泥團出現(xiàn)裂紋。，泥團出現(xiàn)裂紋?？伤苄缘牧慷龋嚎伤苄缘牧慷龋?可塑性指標可塑性指標 ：屈服值：屈服值最大應變最大應變 可塑性指數(shù)可塑性指數(shù) ：液相限固相限：液相限固相限p 4.粘土的可塑性粘土的可塑性1）可塑性可塑性: 當粘土與適當比例的水混合均勻制成泥團，該泥團當粘土與適當比例的水混合均勻制成泥團，該泥團受到高于某一個數(shù)值的剪應力作用后可塑造成任何形狀，去除受到高于某一個數(shù)值的剪應力作用后可塑造成任何形狀，去除應力泥團仍然保持其形狀不變的性質(zhì)。應力泥團仍然保持其形狀不變的性質(zhì)。

28、262）可塑性原理）可塑性原理 粘土加入適量水分，其顆粒表面形成很薄的連續(xù)水膜，在毛粘土加入適量水分，其顆粒表面形成很薄的連續(xù)水膜，在毛細管力作用下，將顆粒拉近、拉緊。當受到超過顆粒間毛細管細管力作用下，將顆粒拉近、拉緊。當受到超過顆粒間毛細管力的外力時，顆粒間在水膜中滑動。外力消除后，在毛細管力力的外力時，顆粒間在水膜中滑動。外力消除后，在毛細管力的作用下，顆粒停留在新的位置上，不再恢復原狀，從而產(chǎn)生的作用下，顆粒停留在新的位置上，不再恢復原狀，從而產(chǎn)生可塑性?？伤苄浴粘土顆粒間的作用力粘土顆粒間的作用力a)、吸力、吸力顆粒間的范德華力，邊顆粒間的范德華力，邊-面靜電吸力和毛細管力；面靜電

29、吸力和毛細管力；毛細管力毛細管力是粘土顆粒間主要的吸力，在塑性泥團含水量下，顆是粘土顆粒間主要的吸力，在塑性泥團含水量下，顆粒表面形成一層水膜，在水的表面張力作用下緊緊吸引。粒表面形成一層水膜，在水的表面張力作用下緊緊吸引。b)、斥力、斥力面面-面靜電斥力。面靜電斥力。水量水量顆粒距離遠顆粒距離遠斥力為主斥力為主泥漿泥漿水量水量顆粒距離近顆粒距離近吸力吸力塑性體塑性體27p 顆粒間作用力與水膜厚度的關系顆粒間作用力與水膜厚度的關系在形成連續(xù)水膜的基礎上，水膜越薄，顆粒之間作用力增加。在形成連續(xù)水膜的基礎上，水膜越薄，顆粒之間作用力增加。 水膜薄水膜薄毛細管半徑毛細管半徑毛細管力毛細管力p 顆粒

30、間作用力與可塑性的關系：顆粒間作用力與可塑性的關系：毛細管力（顆粒間引力）毛細管力（顆粒間引力）產(chǎn)生形變所需的力產(chǎn)生形變所需的力（使顆粒間相對（使顆粒間相對移動所需力）移動所需力）屈服值屈服值可塑性可塑性p 泥團具有可塑性的條件泥團具有可塑性的條件 a)、當含水量過高時，水膜厚度大（顆粒間距離大）當含水量過高時，水膜厚度大（顆粒間距離大）毛細管毛細管力力可塑性可塑性泥漿；泥漿； b)、含水量過少，顆粒周圍不能形成連續(xù)水膜，毛細管力含水量過少，顆粒周圍不能形成連續(xù)水膜，毛細管力可塑性可塑性；不含水時，顆粒間靠范德華力聯(lián)結，毛細管力為；不含水時，顆粒間靠范德華力聯(lián)結，毛細管力為0，無，無可塑性，彈

31、性體；可塑性，彈性體； c)、含水量適當，顆粒表面形成很薄的連續(xù)水膜含水量適當，顆粒表面形成很薄的連續(xù)水膜毛細管力毛細管力可塑性可塑性；283）影響可塑性的因素）影響可塑性的因素pa)、礦物組成（從比表面積大小考慮）、礦物組成（從比表面積大小考慮） 高嶺層間靠氫鍵結合比層間為范德華力的蒙脫石結合得更牢，高嶺層間靠氫鍵結合比層間為范德華力的蒙脫石結合得更牢，高嶺遇水不膨脹。比表面積高嶺遇水不膨脹。比表面積毛細管力毛細管力可塑性可塑性。蒙脫石比。蒙脫石比表面積高嶺大得多，故蒙表面積高嶺大得多，故蒙脫石脫石高嶺石。高嶺石。pb)、吸附陽離子的影響、吸附陽離子的影響吸附是價高的陽離子吸附是價高的陽離子

32、可塑性可塑性，順序同陽離將交換序，順序同陽離將交換序， H -土土M3+-土土M2+-土土M+-土土pc)、顆粒細度和形狀、顆粒細度和形狀 顆粒細度顆粒細度毛力毛力可塑性可塑性（水膜?。ㄋけ∶珡矫珡矫γΓ?；板）；板狀、短柱狀比表面積狀、短柱狀比表面積球狀、立方狀，故前者可塑性球狀、立方狀，故前者可塑性后者；大、后者；大、中、小顆粒級配合適中、小顆粒級配合適可塑性可塑性。pd)、含水量：含適當水分、含水量：含適當水分可塑性可塑性pe)、介質(zhì)表面張力的影響、介質(zhì)表面張力的影響介質(zhì)表面張力介質(zhì)表面張力毛力毛力屈服值屈服值可塑性可塑性。（水表面張力較大，是粘土最好的液體介質(zhì)。）（水表面張力較大，

33、是粘土最好的液體介質(zhì)。）298-2 瘠性料的懸浮與塑化瘠性料的懸浮與塑化1、瘠性料的懸浮、瘠性料的懸浮 兩種方法：控制料漿的兩種方法：控制料漿的pH值和加入有機表面活性物質(zhì)。值和加入有機表面活性物質(zhì)。1）控制料漿的）控制料漿的pH值值一般采用此法使兩性氧化物一般采用此法使兩性氧化物Al2O3、CrO3和和Fe2O3等懸浮等懸浮 。氧化物。氧化物（Al2O3）料漿）料漿pH值與粘度和值與粘度和-電位的關系：電位的關系：a)、當、當pH=13時，時， pH （顆粒間斥力顆粒間斥力流動性流動性），），pH=3, max=+183mv min b)、當當pH=312時，時，pH，pH=12時，時，max=-70.4 mv min ； c)、pH=1214時，時， pH30 在酸性介質(zhì)中在酸性介質(zhì)中 Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O AlCl3+H2O(AlCl2)+(OH)+HCl , ( AlCl3是水溶性的) Al2Cl2OH + H2O(AlCl) 2+(OH)-2 + HCl Al2O3膠核優(yōu)先吸附與之結構相近的膠核