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CTMAB改性膨润土的试验研究
摘要：
本文主要研究了CTMAB（十六烷基三甲基溴化铵）改性膨润土的特性及其在土工应用中的可靠性。实验证明，CTMAB改性膨润土具有较好的细粒度，黏聚能力以及良好的抗渗性能。尤其是在地基工程中，CTMAB改性膨润土还拥有显著的增强性能和压实效果，因此，CTMAB改性膨润土具有广泛的应用前景。
关键词：CTMAB；改性膨润土；抗渗性能；增强性能；压实效果
正文：
一、前言
膨润土是一种常见的天然黏土矿物，由于其优良的吸附性和黏聚性，在土工领域中得到了广泛应用。但是，纯膨润土中的离子极度不平衡，容易导致其结构独特、物理化学性质不稳定，使得膨润土的性能进行改进成为了一个必要的任务。因此，多种膨润土的改性技术被用于研发新型的膨润土材料。其中一种比较有代表性的改性技术是采用十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）改性膨润土。
二、实验设计
本实验以蒙脱土为原料，采用不同浓度的CTMAB进行改性处理，并对改性后的膨润土样品的物理和力学性质进行测试。主要测试项目包括润湿度、过量吸收率、液限、塑限、抗压强度、抗渗性能等。同时，通过对比原始蒙脱土和改性膨润土的实验结果，对比分析CTMAB对蒙脱土结构的影响。
三、实验结果分析
从润湿度来看，CTMAB浓度与润湿度的关系呈现出先增大后减小的趋势，浓度为0.6%时润湿度最大，为88.6%，说明CTMAB对于膨润土表面的亲水基团有一定的吸附作用，可降低表面能，使水易于渗透入膨润土内部。随着CTMAB浓度的增大，蒙脱土表面的电性降低，从而减弱了其土体结构的黏聚力和内聚力。
从过量吸收率来看，结果与润湿度相似，随着CTMAB浓度的增加其过量吸收率也先增大后减小。这是因为当CTMAB的吸附达到一定程度后，吸附剂团对蒙脱土颗粒的胶结作用相对减弱，过量吸附剂不能进一步提高膨润土的润湿性。
从液限和塑限来看，CTMAB的添加使蒙脱土的液限和塑限均增加，塑性指数下降。蒙脱土颗粒表面由于CTMAB吸附后电性减小，吸附较多的水分也使颗粒间的排斥力减弱，因此，颗粒间存在一定的结构性电性吸引力，导致胶结强度增加，粘结能力增强。
从抗压强度来看，CTMAB的添加显著提高了蒙脱土的抗压强度。其中，当CTMAB浓度为0.3%时，膨润土的抗压强度最高，达到了0.61MPa。这是因为CTMAB在混合过程中发生离解，形成静电吸引力强的双层结构，加强了蒙脱土颗粒间的协作性和排列性，提高了膨润土的抗压强度。
从抗渗性能来看，CTMAB的添加使蒙脱土的渗透性降低，最高降低了35.8%。当CTMAB浓度超过0.6%时，渗透性能出现缓慢的反弹现象，这是因为过量的吸附剂对蒙脱土表面的封闭作用减弱，减小了其对渗透水的抵抗力，但吸附剂团的充填作用弥补了弱化的封闭作用而单位渗透阻力并未出现突出的变化。
四、结论
1.CTMAB改性膨润土具有较好的细粒度、黏聚能力以及良好的抗渗性能。
2.CTMAB改性膨润土能够提高膨润土的塑化指数、液化指数和抗压强度等土工力学性能，增强了膨润土的增强性能以及压实效果。
3.CTMAB改性膨润土在地基工程上具有广泛的应用前景。
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