分散劑濃度和超聲震蕩對富伊利石礦物的細粒土的顆粒級配的影響

盧瑞娜， 梁仁旺

(1.太原理工大學土木工程學院， 太原 030024； 2.山西大學電力與建筑學院， 太原 030013)

顆粒級配是土壤的一個基本性質，它影響著土壤的很多其他性質，如礦物組成[1]、化學成分、沙漠化[2]、成土作用[3]和力學性質[4-7]等。土壤經過風化和成土作用，形成水鋁英石等無定形氧化物和有機質，將土壤膠結成砂粒大小的穩定團聚體，很難被分散。再加上次生黏土礦物的不同親水性質，導致分散結果差別很大。

土樣的預處理方式是影響顆粒級配結果的一個重要因素。預處理一般都是采用物理破壞(超聲震蕩[8-13]、機械振動[12]、離心[14-16])和化學分散(六偏磷酸鈉、聚羧酸鹽等)的方法。基于不同的研究目的，通常會采用幾種預處理方式的聯合處理。有的采用煮沸+六偏磷酸鈉的預處理方式[17]，有的采用超聲波+六偏磷酸鈉的處理方式。但是關于預處理方式的分散效果并沒有一個定量的評價指標，導致分散劑的濃度、超聲波震蕩時間等細節因素對分散效果的影響也說法不一。有的文獻[14,18-19]對超聲震蕩則是以能量(J/mL)來量度的，一個普遍的共識是300～500 J/mL的超聲震蕩能量即可讓土顆粒徹底分散，而對于一個已知功率和容積的超聲波設備，可以將能量轉換成時間來度量。

土壤常用的定量參數包括分維值[20-21]、均勻系數和平均粒徑等。分維值是從分形模型中得出的，土的顆粒質量(或數量)與顆粒大小的冪律函數就是土的分形特征。Wu等[22]、Bittelli等[23]證明了土體在一定尺度上的分形特征，并引入了分維值的概念。……