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隧道盾构泥浆膨润土是盾构法施工中的核心功能材料,用于在盾构机前部形成“泥浆仓”,对掌子面进行稳定和支撑。它需要具备极高的保水性、粘聚力和悬浮性,以平衡土压、防止掌子面坍塌,并输送切削下来的渣土。同时,其浆液还需具备良好的触变性,在静止时能保持高粘度以悬浮渣土,在循环流动时粘度降低以减少管路阻力。隧道盾构泥浆膨润土的品质直接关系到盾构掘进的效率、安全性和地表沉降控制,是决定盾构工程成败的关键因素之一。
膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产,蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构,由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子,如Cu、Mg、Na、K等,且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不稳定,易被其它阳离子交换,故具有较好的离子交换性。国外已在工农业生产24个领域100多个部门中应用,有300多个产品,因而人们称之为"土"。
钙基膨润土是膨润土的常见天然品种,其性能相对温和,也更为经济。它具有一定的吸水膨胀性、吸附性和粘结性,但通常低于钠基膨润土。通过适当的活化处理,可以改善其部分性能。钙基膨润土广泛应用于铸造(作为粘结剂)、钻井(配制经济型泥浆)、土壤改良、动物垫料和水处理等领域。在对性能要求不、追求性价比的应用场景中,钙基膨润土是一种非常实用和可靠的选择,能满足大多数基础工业需求。