粘土的水化膨胀机理

粘土的水化膨胀机理（以蒙脱石为例）各种粘土都会吸水膨胀，只是不同的粘土矿物水化膨胀的程度不同而已。粘土膨胀的原因是粘土中可交换的阳离子如钠离子在水中解离形成扩散双电层，使片状结构表面带负电，由于静电斥力，带负电的片状结构自行分开而引起粘土膨胀。粘土水化膨胀受三种力制约：表面水化力、渗透水化力和毛细管作用。表面水化机理：直接水化：粘土表面上的H+和OH-通过氢键吸附水分子。间接水化：通过所吸附的可交换性阳离子间接吸附水分子。这是短距离范围内的粘土与水的相互作用，这个作用进行到粘土层间有四个水分子层的厚度，其厚度约为10Ǻ（1nm）。当粘土层面间的距离超过10Ǻ时，表面吸附能量已经不是主要的了，此后粘土的继续膨胀是由渗透压力和双电层斥力所引起的。蒙脱石粘土矿物（2:1），其晶胞两面都是氧层，层间联结是较弱的分子间力，水分子易沿着硅氧层面进入晶层间，使层间距离增大，引起粘土的体积膨胀。