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粘性土的物理化學性質參考修改模板范本.ppt

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內容要點:
粘性土的物理化學性質粘性土的物理化 學 性 ?2.1 鍵力的基本概念鍵力 是指原子與原子之間或分子與分子之間的一種聯結力。氫 鍵鍵 力化 學 鍵分 子 鍵金 屬 鍵離 子 鍵共 價 鍵粘性土的物理化 學 性 ?2.1.1 化學鍵原子與原子之間的連接稱為 化學鍵 ,也稱為主鍵或高能鍵。離子鍵 是一種化學聯結。它是由不同元素的原子通過化學反應,一種元素的原子失去其最外電子層中的一個或多個電子成為陽離子,而另一種元素的原子獲得一個或多個電子成為陰離子。陽離子與陰離子之間的靜電引力所形成的鍵力即為離子鍵。 共價鍵 是同一種元素的兩個原子以共有的外層電子聯結而成同種元素的分子,例如兩個氫原子或兩個氯原子,聯結構成一個氫分子或氯分子。共價鍵是有方向性的,方向角稱為鍵角。金屬元素中的自由電子將金屬原子或離子聯結而成金屬晶格,這種聯結力即為 金屬鍵 。粘性土的物理化 學 性 ?2.1.2 分子鍵分子鍵 又稱范德華( Van der Waals)鍵或次鍵、低能鍵。所謂分子鍵就是指分子與分子之間的聯結力。雖然中性分子正負電荷相等,但由于分子的正電荷與負電荷的分布不對稱形成極性分子。在極性分子間相反電荷的偶極端相互接近時相互吸引,所以該鍵力的產生是與分子的定向作用、誘導作用和分散作用有關。圖 2.1 水的極性分子一個非極性分子有可能受到鄰近極性分子的激發,非極性分子的正負電荷在極性分子電場的誘導作用下發生位移產生誘導偶極,稱為 誘導范德華力 。分子的電子層在不停地轉動,在轉動的每瞬間每瞬間也會出現瞬間偶極,由瞬間偶極產生的相互吸引力,稱為 分散作用的范德華鍵力 。 粘性土的物理化 學 性 ?2.1.3 氫鍵氫鍵 是介于主鍵與次鍵之間的一種鍵力。氫原子失去一個電子成為一個裸露的原子核,當它與其它帶有負電荷的原子相互吸引時,即構成特殊的氫鍵。由于氫離子尺寸小,只允許與兩個相鄰原子靠攏,故氫鍵只能連接兩個原子,如水分子(H2O)。黏性土土粒本身,大多數是由硅酸鹽礦物所組成。土粒本身的強度是由主鍵形成的,而土粒與土粒之間、土粒與水分子之間的吸引力則由次鍵及氫鍵形成,粒間的聯結力遠比土粒本身的強度小。土體的強度主要取決于粒間的聯結。粘性土的物理化 學 性 ?2.2 黏土礦物顆粒的結晶結構黏土礦物的結晶結構主要是由兩個基本結構單元組成,即:硅氧四面體和氫氧化鋁八面體(也稱三水鋁石八面體)。 粘性土的物理化 學 性 ?根據不同結晶格架,可形成很多種類的黏土礦物,硅氧四面體和氫氧化鋁八面體這兩種基本單元以不同的比例組合,就形成了不同類型的黏土礦物。土中常見的黏土礦物有高嶺石、伊利石、蒙脫石三大類。 粘性土的物理化 學 性 ?各種不同類型的黏土礦物由于其結晶構造不同,其工程性質的差異較大,黏土礦物的主要特性見表 2-1。 粘性土的物理化 學 性 ?2.3 黏土顆粒的膠體化學性質? 1)邊緣破鍵電荷的不平衡? 2)同晶替代? 3)水化解離作用? 4)選擇性吸附2.3.1 黏土顆粒表面帶電的成因粘性土的物理化 學 性 ?2.3.2 雙電層與擴散層的概念黏粒本身所帶的電荷層稱決定電位離子層,向外首先是固定層,其次為擴散層,固定層與擴散層統稱為 反離子層 。決定電位離子層與反離子層電性相反,共同構成雙電層,如圖 2.5所示。 粘性土的物理化 學 性 ?2.3.3 影響擴散層厚度的因素? 1)土粒的礦物成分與分散程度? 2)溶液的化學成分,濃度及 PH值? 3)離子交換粘性土的物理化 學 性 ?2.4 黏性土工程性質的利用和改良在電場作用下,帶有負電荷的黏土顆粒向陽極移動,這種電動現象稱為 電泳 ;而水分子及水化陽離子向陰極移動,這種電動

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