《表2 黏土水化水的相对平衡压界限》

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《基于低场核磁共振技术的黏土表面水化水定量测试与分析》

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由图1可知，黏土晶层膨胀过程呈阶梯型增长，存在4个明显台阶。当0≤p/ps≤0.3时，d001值无明显变化，说明第1水分子层还未完全形成，但黏土晶体断口及晶角已开始吸附并生成表层水化物。当p/ps=0.33时，测试黏土的d001值骤增到12.81（Δd=2.72）晶层膨胀间距恰好相当于1个水分子的距离（受限状态下水分子的直径为2.7[23]），标志着第1水分子层完全形成。0.33≤p/ps≤0.75为第2水分子层形成区间，到p/ps=0.753形成第2表面水化吸附层（C轴间距d001=15.53，Δd=5.44，相当于2层水分子间距）。根据前苏联莫斯科大学的研究[22-23]，前2层水分子具备典型的冰川岛特征以及固态结晶水的特性，属于固态范畴。当p/ps=0.843时，黏土基底面间距膨胀量相当于3层水分子厚度，这种吸附特性直至p/ps=0.925时（Δd=8.14）结束，晶层膨胀量相当于3～4层水分子的厚度。黏土的后续水化过程所吸附的水分子处于多层、连续状态，松散而弱的吸附水（渗透水化水）与之共存，同时伴随有毛细管凝结现象，直至p/ps=0.98结束。当p/ps≥0.98时，黏土开始以恒定速度吸附水分，有自由水产生，最终确定黏土水化水的相对平衡压界限（表2）。