粘土中結合水測試方法簡介與評價

摘要：本文簡要介紹了幾種簡便可行的實驗室粘土中結合水測試方法的基本原理，總結了各測試方法的有點以及不足之處，建議研究者根據研究方向，選擇符合客觀實際的測試方法，以期取得令人滿意的研究成果。

關鍵詞：結合水；測試方法；簡介與評價

中圖分類號：TU442文獻標識碼：A文章編號：1674-0432（2014）-01-19-1

式中Gs為用中性液體（如煤油）測得的土粒密度，為容量瓶中水實測的變化量。值還要進行水量蒸發的校正。在試驗的過程中設一個盛有等量水的容量瓶，在相等的溫度下，記錄試驗結束時瓶中的水分蒸發量。

1.2等溫吸附法[5]

等溫吸附法是將250℃烘干至恒重的土樣放置在不同的水汽平衡壓得空氣中讓其自由吸水，當吸附平衡時可測得土樣的重量增量，這部分增量就是土粒所吸附的水分的重量。由于干土在不同的水汽平衡壓下吸附的水量是不同的。可以通過調節不同的水汽平衡壓，獲得相應地吸附水分的質量，畫出曲線，通過曲線的特征可以判定結合水與自由水的界限，進而求出結合水的吸附量。

根據國內外的研究結果表明，以吸附水量為縱坐標，以水汽平衡壓為橫坐標，所得的曲線都有一定的特征。曲線斜率呈現出先大，中間又趨于平穩，最后又變大的特征，說明吸附結合水先快，后緩慢平穩，最后又加快的趨勢。根據曲線的形態可以進行結合水和自由水界限的劃分。通過等溫吸附試驗，測得了結合水的含量，就可以求得結合水的一部分性質參數，如結合水的密度，結合水吸附勢，結合水的平均積分比容，粘土體積膨脹率等。

1.3熱失重法[6]

熱失重法主要利用熱天平，對物體的質量的變化進行量測。熱天平比普通天平的優勢在于它可以在物體受熱的情況下，連續地稱出物體的質量，根據物體失去的重量G和溫度T，可以繪制出熱衷分析曲線，即TG曲線。根據TG的形態特征，可以判斷出物質在何種溫度下發生了變化。因為不同的物理或化學變化，都會在TG曲線上出現相應地階梯。TG曲線的斜率代表了物體失去重量的速率。斜率越大，表明物體發生質量變化的速率越大。將充分水和的土樣放到熱天平上，通過對土樣加熱使其失去水分，并可以在加熱的過程中測量出其失重，繪制出TG曲線，根據曲線的階梯狀特征，定性或定量的判別結合水的種類和含量。

2各方法的評價

對于容量瓶法，其最大的有點就是操作簡便，原理易于理解，其測試精度雖不是很高，但是也能基本反映出結合水含量的變化趨勢，目前也得到越來越廣泛的應用。對于等溫吸附法，其利用了固體自氣體中吸附的原理。固體自氣體的吸附要比固體自液體的吸附的影響因素少，就這一點還說等溫吸附法要比容量瓶法具有更高的精度。而且等溫吸附法不僅可以定性的判斷結合水的類型，還可以定量的測出結合水的含量，因此等溫吸附法在結合水的量測方面有很好的應用前景。對于熱失重法，其最大的有點就是能夠給出溫度變化與失重變化的連續曲線，既可以做定性的鑒別，也可以做定量的分析，而且在確定正電膠MMH微晶中的水分含量時，應用了熱失重法，得到了較為滿意的結果，因此熱失重法在結合水的測試方面有很大的利用價值。

目前用于結合水的測試手段上還有很多其他的方法。例如電化學法、聲學法、體積分數法、水合熵法等等。但是由于其原理需要諸多的假設進行支持，而這些假設往往是不符合實際的。對于不同的研究方向可以選擇不同的測試方法，也可以將各種測試手段聯合使用，盡量使試驗方法符合客觀實際，才能獲得令人滿意的研究結果。

參考文獻

[1]Pyper J.W.應用微波方法測量有機材料中的結合水分和游離水分[J].國外科技資料， 1992，（10）： 87-95.

[2]吳鳳彩.粘性土的吸附結合水測量和滲流的某些特點[J].巖土工程學報， 1984， 6（6）：84-93

[3]許冀泉.粘土的吸水膨脹及其測定方法[J].鉆井液與完井液， 1989， 6（2）： 1-8.

[4]李廣信.高等土力學[M].北京：清華大學出版社，2004

[5]王平全.粘土表面結合水的定量分析及水合機制的研究，石油工業出版社，2002.

[6]袁建濱.粘土中結合水特性及其測試方法研究.華南理工大學碩士學位論文，2012.

作者簡介：張兆楠，吉林大學建設工程學院，研究方向：巖土力學。

摘要：本文簡要介紹了幾種簡便可行的實驗室粘土中結合水測試方法的基本原理，總結了各測試方法的有點以及不足之處，建議研究者根據研究方向，選擇符合客觀實際的測試方法，以期取得令人滿意的研究成果。

關鍵詞：結合水；測試方法；簡介與評價

中圖分類號：TU442文獻標識碼：A文章編號：1674-0432（2014）-01-19-1

式中Gs為用中性液體（如煤油）測得的土粒密度，為容量瓶中水實測的變化量。值還要進行水量蒸發的校正。在試驗的過程中設一個盛有等量水的容量瓶，在相等的溫度下，記錄試驗結束時瓶中的水分蒸發量。

1.2等溫吸附法[5]

等溫吸附法是將250℃烘干至恒重的土樣放置在不同的水汽平衡壓得空氣中讓其自由吸水，當吸附平衡時可測得土樣的重量增量，這部分增量就是土粒所吸附的水分的重量。由于干土在不同的水汽平衡壓下吸附的水量是不同的。可以通過調節不同的水汽平衡壓，獲得相應地吸附水分的質量，畫出曲線，通過曲線的特征可以判定結合水與自由水的界限，進而求出結合水的吸附量。

根據國內外的研究結果表明，以吸附水量為縱坐標，以水汽平衡壓為橫坐標，所得的曲線都有一定的特征。曲線斜率呈現出先大，中間又趨于平穩，最后又變大的特征，說明吸附結合水先快，后緩慢平穩，最后又加快的趨勢。根據曲線的形態可以進行結合水和自由水界限的劃分。通過等溫吸附試驗，測得了結合水的含量，就可以求得結合水的一部分性質參數，如結合水的密度，結合水吸附勢，結合水的平均積分比容，粘土體積膨脹率等。

1.3熱失重法[6]

熱失重法主要利用熱天平，對物體的質量的變化進行量測。熱天平比普通天平的優勢在于它可以在物體受熱的情況下，連續地稱出物體的質量，根據物體失去的重量G和溫度T，可以繪制出熱衷分析曲線，即TG曲線。根據TG的形態特征，可以判斷出物質在何種溫度下發生了變化。因為不同的物理或化學變化，都會在TG曲線上出現相應地階梯。TG曲線的斜率代表了物體失去重量的速率。斜率越大，表明物體發生質量變化的速率越大。將充分水和的土樣放到熱天平上，通過對土樣加熱使其失去水分，并可以在加熱的過程中測量出其失重，繪制出TG曲線，根據曲線的階梯狀特征，定性或定量的判別結合水的種類和含量。

2各方法的評價

對于容量瓶法，其最大的有點就是操作簡便，原理易于理解，其測試精度雖不是很高，但是也能基本反映出結合水含量的變化趨勢，目前也得到越來越廣泛的應用。對于等溫吸附法，其利用了固體自氣體中吸附的原理。固體自氣體的吸附要比固體自液體的吸附的影響因素少，就這一點還說等溫吸附法要比容量瓶法具有更高的精度。而且等溫吸附法不僅可以定性的判斷結合水的類型，還可以定量的測出結合水的含量，因此等溫吸附法在結合水的量測方面有很好的應用前景。對于熱失重法，其最大的有點就是能夠給出溫度變化與失重變化的連續曲線，既可以做定性的鑒別，也可以做定量的分析，而且在確定正電膠MMH微晶中的水分含量時，應用了熱失重法，得到了較為滿意的結果，因此熱失重法在結合水的測試方面有很大的利用價值。

目前用于結合水的測試手段上還有很多其他的方法。例如電化學法、聲學法、體積分數法、水合熵法等等。但是由于其原理需要諸多的假設進行支持，而這些假設往往是不符合實際的。對于不同的研究方向可以選擇不同的測試方法，也可以將各種測試手段聯合使用，盡量使試驗方法符合客觀實際，才能獲得令人滿意的研究結果。

參考文獻

[1]Pyper J.W.應用微波方法測量有機材料中的結合水分和游離水分[J].國外科技資料， 1992，（10）： 87-95.

[2]吳鳳彩.粘性土的吸附結合水測量和滲流的某些特點[J].巖土工程學報， 1984， 6（6）：84-93

[3]許冀泉.粘土的吸水膨脹及其測定方法[J].鉆井液與完井液， 1989， 6（2）： 1-8.

[4]李廣信.高等土力學[M].北京：清華大學出版社，2004

[5]王平全.粘土表面結合水的定量分析及水合機制的研究，石油工業出版社，2002.

[6]袁建濱.粘土中結合水特性及其測試方法研究.華南理工大學碩士學位論文，2012.

作者簡介：張兆楠，吉林大學建設工程學院，研究方向：巖土力學。

摘要：本文簡要介紹了幾種簡便可行的實驗室粘土中結合水測試方法的基本原理，總結了各測試方法的有點以及不足之處，建議研究者根據研究方向，選擇符合客觀實際的測試方法，以期取得令人滿意的研究成果。

關鍵詞：結合水；測試方法；簡介與評價

中圖分類號：TU442文獻標識碼：A文章編號：1674-0432（2014）-01-19-1

式中Gs為用中性液體（如煤油）測得的土粒密度，為容量瓶中水實測的變化量。值還要進行水量蒸發的校正。在試驗的過程中設一個盛有等量水的容量瓶，在相等的溫度下，記錄試驗結束時瓶中的水分蒸發量。

1.2等溫吸附法[5]

等溫吸附法是將250℃烘干至恒重的土樣放置在不同的水汽平衡壓得空氣中讓其自由吸水，當吸附平衡時可測得土樣的重量增量，這部分增量就是土粒所吸附的水分的重量。由于干土在不同的水汽平衡壓下吸附的水量是不同的。可以通過調節不同的水汽平衡壓，獲得相應地吸附水分的質量，畫出曲線，通過曲線的特征可以判定結合水與自由水的界限，進而求出結合水的吸附量。

根據國內外的研究結果表明，以吸附水量為縱坐標，以水汽平衡壓為橫坐標，所得的曲線都有一定的特征。曲線斜率呈現出先大，中間又趨于平穩，最后又變大的特征，說明吸附結合水先快，后緩慢平穩，最后又加快的趨勢。根據曲線的形態可以進行結合水和自由水界限的劃分。通過等溫吸附試驗，測得了結合水的含量，就可以求得結合水的一部分性質參數，如結合水的密度，結合水吸附勢，結合水的平均積分比容，粘土體積膨脹率等。

1.3熱失重法[6]

熱失重法主要利用熱天平，對物體的質量的變化進行量測。熱天平比普通天平的優勢在于它可以在物體受熱的情況下，連續地稱出物體的質量，根據物體失去的重量G和溫度T，可以繪制出熱衷分析曲線，即TG曲線。根據TG的形態特征，可以判斷出物質在何種溫度下發生了變化。因為不同的物理或化學變化，都會在TG曲線上出現相應地階梯。TG曲線的斜率代表了物體失去重量的速率。斜率越大，表明物體發生質量變化的速率越大。將充分水和的土樣放到熱天平上，通過對土樣加熱使其失去水分，并可以在加熱的過程中測量出其失重，繪制出TG曲線，根據曲線的階梯狀特征，定性或定量的判別結合水的種類和含量。

2各方法的評價

對于容量瓶法，其最大的有點就是操作簡便，原理易于理解，其測試精度雖不是很高，但是也能基本反映出結合水含量的變化趨勢，目前也得到越來越廣泛的應用。對于等溫吸附法，其利用了固體自氣體中吸附的原理。固體自氣體的吸附要比固體自液體的吸附的影響因素少，就這一點還說等溫吸附法要比容量瓶法具有更高的精度。而且等溫吸附法不僅可以定性的判斷結合水的類型，還可以定量的測出結合水的含量，因此等溫吸附法在結合水的量測方面有很好的應用前景。對于熱失重法，其最大的有點就是能夠給出溫度變化與失重變化的連續曲線，既可以做定性的鑒別，也可以做定量的分析，而且在確定正電膠MMH微晶中的水分含量時，應用了熱失重法，得到了較為滿意的結果，因此熱失重法在結合水的測試方面有很大的利用價值。

目前用于結合水的測試手段上還有很多其他的方法。例如電化學法、聲學法、體積分數法、水合熵法等等。但是由于其原理需要諸多的假設進行支持，而這些假設往往是不符合實際的。對于不同的研究方向可以選擇不同的測試方法，也可以將各種測試手段聯合使用，盡量使試驗方法符合客觀實際，才能獲得令人滿意的研究結果。

參考文獻

[1]Pyper J.W.應用微波方法測量有機材料中的結合水分和游離水分[J].國外科技資料， 1992，（10）： 87-95.

[2]吳鳳彩.粘性土的吸附結合水測量和滲流的某些特點[J].巖土工程學報， 1984， 6（6）：84-93

[3]許冀泉.粘土的吸水膨脹及其測定方法[J].鉆井液與完井液， 1989， 6（2）： 1-8.

[4]李廣信.高等土力學[M].北京：清華大學出版社，2004

[5]王平全.粘土表面結合水的定量分析及水合機制的研究，石油工業出版社，2002.

[6]袁建濱.粘土中結合水特性及其測試方法研究.華南理工大學碩士學位論文，2012.

作者簡介：張兆楠，吉林大學建設工程學院，研究方向：巖土力學。