| 1 前 言 膨胀土的特殊工程性质是受其矿物组成和化学成分控制的。研究膨胀土矿物组成和化学成分不仅是了解控制膨胀土工程性质的内在因素；探讨其膨胀机理所必须的，而且是膨胀土性质改良和加固，以及探讨膨胀土研究的新技术和新方法所必不可少的。膨胀土在路堤施工和路堤使用时期，其特性不仅取决于膨胀土页岩的剥蚀和潮解的性质，而且取决于其主要的粘土矿物类型以及其它物理化学性质[1][2]。本文利用X射线衍射（XRD）和X射线能谱（EDX）等技术手段，研究了鄂北膨胀土和改性膨胀土的矿物组成和化学成分以及膨胀土的结核现象。 2 膨胀土的矿物组成 X射线衍射仪可对膨胀土中的不同矿物进行准确鉴定。粘土矿物的测定可利用粘土矿物X射线衍射图谱，通过比较主要的峰值和判断其强度来达到，并可根据衍射峰的强度和半高宽定量分析某种矿物在膨胀土中的含量。 通常膨胀土的矿物成分包括粘土矿物和碎屑矿物。碎屑矿物主要成分为石英、云母和长石，其次为方解石和石膏等矿物，碎屑矿物是粗粒部分的主要组成物质。一般来说，粗粒在膨胀土中含量有限，对其胀缩性质影响不大，而影响膨胀土工程性质主要是细粒部分的粘土矿物，特别是蒙脱石类的矿物。 图1 膨胀土X射线衍射图 图1是鄂北荆门地区膨胀土风干样品的X射线粉晶衍射图，据JCPDS卡片查对，鉴定出的主要粘土矿物的伊利石、蒙脱石、高岭石、石英、正长石和斜长石。通过定量计算衍射峰的强度和半高宽等，给出的膨胀土矿物组合及含量如表1所示。从中看出，荆门膨胀土的粘土矿物以伊利石和高岭石为主，分别占总量的45%和25%，而蒙脱石含量有限，仅占7%左右。应指出的是，在鄂北地区各地段膨胀土中，不同类型粘土矿物所占比例及其组合形式各有差异，这是由于各地区在成土过程中，母岩的堆积环境以及风化程度等方面的差异所形成。 表1 膨胀土矿物成分与含量（%） 矿物成分蒙脱石伊利石高岭石石英长石 本文结果940221910 文献[3] 8~1622~5532~57—— 3 膨胀土的化学成分 美国通用电器公司生产Phoenix能谱仪（EDAX）作为扫描电子显微镜的附件配置在JSM-5610LV型扫描电子显微镜中使用，主要用于元素的定性和定量分析。为了研究膨胀粘土颗粒与石灰和粉煤灰之间的机理，将石灰和粉煤灰处理前后的土样分别进行SEM图像分析，利用EDX分析颗粒连接点成分。作者利用X射线能谱技术测定膨胀土SEM图像中任意点的化学元素组成。分析时将一束细小的电子探针打击到所要研究的点上，这样可以得到一系列的X射线光谱，通过光谱分析确定该点的化学成分，从而达到对元素定性和定量分析目的。 本文利用EDX技术分析了石灰和粉煤灰对膨胀粘土稳定性的影响。...... |
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