一种基于球形硅微粉合成新型透明粘土材料的制配方法组成比例

发明专利技术提供一种基于球形硅微粉合成新型透明粘土材料的制配方法。该试验方法包括选取球形硅微粉、配置孔隙液体、混配球形硅微粉与孔隙液体等步骤。透明土制配方法操作简便，易于实现。制成的人工合成透明土透明效果良好，可有效用于岩土工程中的模型试验。

【技术实现步骤摘要】
一种基于球形硅微粉合成新型透明粘土材料的制配方法
本专利技术涉及岩土工程可视化模型试验
，特别涉及基于球形硅微粉合成新型透明粘土材料的制配方法。
技术介绍
岩土工程试验中，观测土体内部变形及变形的连续性测量是重要的研究基础之一。研究土体内部变形时传统方法是采用埋设传感仪器法进行土体内部观测。但是埋设传感仪器难度非常大，且无法测出土体连续变形的信息。为了解决这一难题，Sadek等首先采用无定形硅石凝胶和具有相同折射率的孔隙液体配制成可模拟砂土的透明土，利用可视化技术研究土体内部变形。国内部分学者利用熔融石英砂，正十二烷和化妆品级别的15号白油按一定质量比混合，配制出了透明程度高，无毒，无污染的透明砂土。目前透明砂土的研究已趋于成熟。透明粘土的研究还有待开展。一些研究者们利用无定形二氧化硅粉末和相同折射率的孔隙液体配制出一种人工合成透明粘土。但由于无定形二氧化硅是通过研磨而成的粉末，杂质含量较多，粉末表面较多划痕，制成的透明粘土透明程度还有待高，透明粘土强度还需加强。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于球形硅微粉合成新型透明粘土材料的制配方法，以解决现有技术中存在的问题。为实现本专利技术目的而采用的技术方案是这样的，一种基于球形硅微粉合成新型透明粘土材料的制配方法，包括以下步骤：1)根据试验要求选取球形硅微粉。并对球形硅微粉进行水洗和烘干解聚处理，以去除杂质和水分。2)混合正十二烷和苯甲基硅油，混合过程中用玻璃棒不断搅拌，直至混合充分，得到混合液。静置一段时间。3)利用阿贝折射仪测定步骤2)所得混合液在试验温度下的折射率。微调正十二烷和苯甲基硅油的比例，直至混合溶液的折射率与球形硅微粉的折射率一致，得到孔隙液体。其中，所述孔隙液体的比重大于球形硅微粉的比重。4)将球形硅微粉过筛，均匀地筛入孔隙液体中，倾倒过程中利用玻璃棒不断搅拌，直至充分混合得到球形硅微粉悬浮液。5)将球形硅微粉悬浮液静置放置于真空箱中，进行静置和抽真空处理，直至透明度达到设计要求。6)将步骤5)所得的透明悬浮液放置于有机玻璃模型箱内进行固结，完成透明粘土的制配。其中，所述有机玻璃模型箱整体为一个矩形箱体。所述透明模型箱的内腔底部布置有透水石。所述透明悬浮液填筑在透水石上方。所述透明模型箱的侧壁上设置有若干个水龙头。进一步，所述球形硅微粉采用角形硅微粉作为原料，通过火焰熔融法加工成球形。进一步，所述球形硅微粉的粒径为0.3～3微米。进一步，步骤2)中，正十二烷和苯甲基硅油的质量比为1：1.6。本专利技术的技术效果是毋庸置疑的：A.透明土制配方法操作简便，易于实现。制成的人工合成透明土透明效果良好，可有效用于岩土工程中的模型试验。附图说明图1为方法流程图。图2为有机玻璃模型箱结构示意图。图中：有机玻璃模型箱1、水龙头101、透水石2。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。实施例1：参见图1，一种基于球形硅微粉合成新型透明粘土材料的制配方法，包括以下步骤：1)根据试验要求选取球形硅微粉。并对球形硅微粉进行水洗和烘干解聚处理，以去除杂质和水分。其中，所述球形硅微粉的粒径为0.3～3微米。所述球形硅微粉采用精选的不规则角形硅微粉作为原料，通过火焰熔融法加工成球形。比表面积小、流动性好、应力低、纯度高、性质稳定，且主要成分为二氧化硅，与天然粘土成分类似，同时具有良好的光学性质，无污染和毒性，可以广泛用于教学活动和科研工作中。2)混合正十二烷和苯甲基硅油，混合过程中用玻璃棒不断搅拌，直至混合充分，得到混合液。静置一段时间。其中，正十二烷和苯甲基硅油的质量比为1：1.6。3)利用阿贝折射仪测定步骤2)所得混合液在试验温度下的折射率。微调正十二烷和苯甲基硅油的比例，直至混合溶液的折射率与球形硅微粉的折射率一致，得到孔隙液体。其中，所述孔隙液体的比重大于球形硅微粉的比重。4)将球形硅微粉过筛，均匀地筛入孔隙液体中，倾倒过程中利用玻璃棒不断搅拌，直至充分混合得到球形硅微粉悬浮液。5)将球形硅微粉悬浮液静置放置于真空箱中，进行静置和抽真空处理，直至透明度达到设计要求。6)将步骤5)所得的透明悬浮液放置于有机玻璃模型箱1内进行固结，完成透明粘土的制配。其中，所述有机玻璃模型箱1整体为一个矩形箱体。所述透明模型箱1的内腔底部布置有透水石2。所述透明悬浮液填筑在透水石2上方。所述透明模型箱1的侧壁上设置有水龙头101。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于球形硅微粉合成新型透明粘土材料的制配方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据试验要求选取球形硅微粉；并对球形硅微粉进行水洗和烘干解聚处理，以去除杂质和水分；2)混合正十二烷和苯甲基硅油，混合过程中用玻璃棒不断搅拌，直至混合充分，得到混合液；静置一段时间；3)利用阿贝折射仪测定步骤2)所得混合液在试验温度下的折射率；微调正十二烷和苯甲基硅油的比例，直至混合溶液的折射率与球形硅微粉的折射率一致，得到孔隙液体；其中，所述孔隙液体的比重大于球形硅微粉的比重；4)将球形硅微粉过筛，均匀地筛入孔隙液体中，倾倒过程中利用玻璃棒不断搅拌，直至充分混合得到球形硅微粉悬浮液；5)将球形硅微粉悬浮液静置放置于真空箱中，进行静置和抽真空处理，直至透明度达到设计要求；6)将步骤5)所得的透明悬浮液放置于有机玻璃模型箱(1)内进行固结，完成透明粘土的制配；其中，所述有机玻璃模型箱(1)整体为一个矩形箱体；所述透明模型箱(1)的内腔底部布置有透水石(2)；所述透明悬浮液填筑在透水石(2)上方；所述透明模型箱(1)的侧壁上设置有若干个水龙头(101)。

【技术特征摘要】
1.一种基于球形硅微粉合成新型透明粘土材料的制配方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据试验要求选取球形硅微粉；并对球形硅微粉进行水洗和烘干解聚处理，以去除杂质和水分；2)混合正十二烷和苯甲基硅油，混合过程中用玻璃棒不断搅拌，直至混合充分，得到混合液；静置一段时间；3)利用阿贝折射仪测定步骤2)所得混合液在试验温度下的折射率；微调正十二烷和苯甲基硅油的比例，直至混合溶液的折射率与球形硅微粉的折射率一致，得到孔隙液体；其中，所述孔隙液体的比重大于球形硅微粉的比重；4)将球形硅微粉过筛，均匀地筛入孔隙液体中，倾倒过程中利用玻璃棒不断搅拌，直至充分混合得到球形硅微粉悬浮液；5)将球形硅微粉悬浮液静置放置于真空箱中，进行静置和抽真空处理，直至透明度达到设计要求；6)将步骤5...

【专利技术属性】
技术研发人员：周航，袁井荣，刘汉龙，丁选明，肖杨，孔纲强，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50