CN107512722B

CN107512722B - 调节黑棉土膨胀性的方法

Info

Publication number: CN107512722B
Application number: CN201710557269.3A
Authority: CN
Inventors: 苗世顶; 黄金秋; 张培萍; 张鹏; 王健; 沈兆普
Original assignee: Jilin University; China Road and Bridge Corp
Current assignee: Jilin University; China Road and Bridge Corp
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2021-11-19
Anticipated expiration: 2037-07-10
Also published as: CN107512722A

Abstract

本发明提供了一种调节黑棉土膨胀性的方法，包括：对黑棉土进行预处理获得黑棉土试样，其中，所述预处理包括酸化处理或钠柱撑处理；对硅烷进行水解，获得硅烷水解溶液；使用所述硅烷水解溶液对所述预处理后的黑棉土进行硅烷接枝，得到硅烷接枝的黑棉土样品。根据本发明实施例提供的方法，主要通过对黑棉土进行酸化或钠化预处理，得到具有一定活性的黑棉土后，用不同浓度的硅烷进行接枝，通过硅烷与黑棉土片层的羟基进行缩合反应，将黑棉土从亲水性变为疏水性，进而改变黑棉土的吸水膨胀特性。

Description

调节黑棉土膨胀性的方法

技术领域

本发明涉及建材领域，特别是涉及一种调节黑棉土膨胀性的方法。

背景技术

黑棉土作为一种水化高膨胀性黏土，其表观呈深褐色，广泛分布于世界各地。黑棉土的主要矿物成分是蒙脱石，为一种高塑性粘土，遇水膨胀，失水收缩，当土体浸水时，土壤颗粒表面的结合水膜增厚，颗粒间距拉大，引起体积膨胀。当土体失水时，结合水膜减薄，颗粒间距缩小，引起体积缩小。吸水膨胀，失水收缩的同时，力学性能会相应降低很多。例如：地处非洲中、东部地区，属于旱季和雨季交替的热带季风气候。旱季时，降水量少，黑棉土呈现胶结状态，强度较高，但会出现很多的裂纹。雨季时，黑棉土会呈现可塑—软塑的状态，强度较低。由于这一原因，就会给地表的建筑物以及道路建设等带来严重影响，因此黑棉土不宜直接用于地基或路基等基础设施建设。

为解决这一问题，人们做出了很多尝试：A.Maneli等人在“Influence of flyash,ground-granulated blast furnace slag and lime on unconfined compressivestrength of black cotton soil”一文中，利用工业废弃物处理黑棉土以提高其工程力学性能，其中工业废弃物主要是粉煤灰、高炉矿渣和石灰，工业废弃物作为黑棉土固化剂，可以有效地提高黑棉土的稳定性，无侧限抗压最大可达到2MPa，达到路面材料的使用要求；J.B.Oza等人在“Study of black cotton soil characteristics with cement wastedust and lime”中，利用废旧水泥和石灰对黑棉土进行处理，经处理后黑棉土的塑性指数和抗压强度均有较大程度的改变，塑性指数为10％左右，抗压强度最大可达到15MPa，达到GB5101-2003中MU15的等级标准。对于黑棉土作为路基材料，曾德建等人在“埃塞俄比亚黑棉土工程特性及路基处理技术研究”以及王铁“谈非洲地区黑棉土地基处理”中均有提到在公路建设中对膨润土的处理方案，即采取换填的方法以解决膨润土带来的问题，针对黑棉土地区，根据不同的膨胀潜势提出不同的换填处置方案；根据不同的路基形式，采取不同的换填方式。换填虽然能够在一定程度上解决道路的建设问题，但被换填出来的土壤则会作为工业废弃物被存放于指定场地，这会带来一系列的问题：被挖出的土壤需要很大面积的存放场地，成为一类固体废弃物。

现今，国内外常用的膨胀土改良方法为化学固化，通常做法是在膨胀土内掺入固化剂，使其与膨胀土内部颗粒进行作用，以能降低膨胀土的膨胀性以及膨胀土的吸水性，提高膨胀土的工程性能，从而达到施工需要的条件。目前，化学固化的主要方法有掺石灰、水泥、粉煤灰等，其中掺入石灰和水泥作为固化剂是改良膨胀土最普遍和实用的方法。经过测试，石灰等对黑棉土的工程力学性能影响不大，经处理后的试样并不能达到工程力学标准。

发明内容

本发明提供了一种调节黑棉土膨胀性的方法以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种调节黑棉土膨胀性的方法，包括：

对黑棉土进行预处理获得黑棉土试样，所述预处理包括酸化处理或钠柱撑处理；

对硅烷进行水解，获得硅烷水解溶液；

使用所述硅烷水解溶液对黑棉土进行硅烷接枝，得到硅烷接枝的黑棉土样品。

可选地，所述酸化处理包括：

将所述黑棉土加入H₂SO₄溶液中获得第一配置溶液，在70℃的水浴中磁力搅拌3小时；

用去离子水对所述搅拌后的第一配置溶液洗涤至pH值为中性；

将经过所述去离子水洗涤后的第一配置溶液在105℃干燥12小时，获得第一黑棉土试样粗品；

对所述第一黑棉土试样粗品进行研磨，获得第一黑棉土试样。

可选地，所述H₂SO₄溶液的体积分数为7.5％。

可选地，所述钠柱撑处理包括：

将黑棉土加入到Na₂CO₃溶液中获得第二配置溶液，常温下磁力搅拌3小时；

向所述搅拌后的第二配置溶液中加入HCl溶液；

用去离子水对所述加入HCl溶液的第二配置溶液进行洗涤，直至去除Cl离子；

将所述去离子水洗涤后的第二配置溶液在105℃干燥12小时，获得第二黑棉土试样粗品；

对所述第二黑棉土试样粗品进行研磨，获得第二黑棉土试样。

可选地，所述Na₂CO₃溶液的质量分数为8％。

可选地，所述对硅烷进行水解，获得硅烷水解溶液，包括：

制备体积比为9:1的乙醇与水的第一混合溶液；

将硅烷偶联剂加入至所述第一混合溶液中，用冰醋酸将所述加入硅烷偶联剂的第一混合溶液的pH值调节至预设的pH范围，进行搅拌，获得硅烷水解溶液。

可选地，所述搅拌包括：在常温下磁力搅拌1小时。

可选地，所述预设的pH值范围为4～5。

可选地，所述使用所述硅烷水解溶液对黑棉土进行硅烷接枝，包括：

制备体积比为9:1的乙醇与水的第二混合溶液；

将所述黑棉土试样置于所述第二混合溶液中进行搅拌，形成稳定的悬浮液；

将所述硅烷水解溶液滴入所述悬浮液中，在70℃下水浴加热预设时间；

将所述水浴加热后的滴入有所述硅烷水解溶液的悬浮液洗涤至中性并进行干燥，获得硅烷接枝的黑棉土粗品；

将所述硅烷接枝的黑棉土粗品进行研磨，得到硅烷接枝的黑棉土样品。

可选地，所述预设的时间包括：2小时、4小时、8小时或12小时。

本发明提供了一种调节黑棉土膨胀性的方法，在本发明中，先对黑棉土进行酸化处理或钠柱撑处理，得到具有一定活性的黑棉土后，再将硅烷进行水解，获得硅烷水解液，用不同浓度的硅烷进行接枝，通过硅烷与黑棉土片层的羟基进行缩合反应，将黑棉土从亲水性变为疏水性，进而改变黑棉土的吸水膨胀特性。由于硅烷分子结构的特殊性，即硅烷分子为链状结构，两端的基团具有不同的亲疏水性，在与黑棉土进行反应时，亲水基团一端会与黑棉土片层间的羟基发生缩合反应，疏水的一端则暴露于片层表面，利用这一点达到疏水目的，进而降低黑棉土的膨胀性。经过改性后的黑棉土，不仅实现了废弃黑棉土的回收问题，同时，也解决了大量黑棉土的占地问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是根据本发明实施例的调节黑棉土膨胀性的方法流程示意图；

图2是根据本发明实施例经过不同方式处理的黑棉土样品的XRD图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1是根据本发明实施例提供的调节黑棉土膨胀性的方法流程示意图如图1所示，根据本发明实施例提供的调节黑棉土膨胀性的方法包括：

步骤S102，对黑棉土进行预处理获得黑棉土试样，其中，预处理包括酸化处理或钠柱撑处理；

步骤S104，对硅烷进行水解，获得硅烷水解溶液；

步骤S106，使用硅烷水解溶液对预处理后的黑棉土的表面进行硅烷接枝，得到硅烷接枝的黑棉土样品。

本发明实施例提供了一种调节黑棉土膨胀性的方法，在本发明实施例中，先对黑棉土进行酸化处理或钠柱撑处理，再将硅烷进行水解，获得硅烷水解液，进而使用硅烷水解液对黑棉土的表面进行硅烷接枝。由于硅烷分子结构的特殊性，即硅烷分子为链状结构，两端的基团具有不同的亲疏水性，在与黑棉土进行反应时，亲水基团一端会与黑棉土片层间的羟基发生缩合反应，疏水的一端则暴露于片层表面，利用这一点达到疏水目的，进而降低黑棉土的膨胀性。经过改性后的黑棉土，不仅实现了废弃黑棉土的回收问题，同时，也解决了大量黑棉土的占地问题。

黑棉土是一类广泛分布于世界各地的热带土壤，具有强烈的水化膨胀性，不宜直接用于路基建设。本发明所用黑棉土为肯尼亚内罗毕南环线公路处土壤，经分析：该黑棉土主要含有蒙脱石、长石和石英等矿物相，黑棉土是一种高水化膨胀性土壤，通过SEM观察是一种片层结构，黑棉土片层之间含有大量的羟基，且黑棉土片层带有负电，易于吸附水中的水化阳离子，形成双电层结构。

在对黑棉土进行酸化处理时，可以先将黑棉土加入H₂SO₄(硫酸)溶液中获得第一配置溶液，在70℃的水浴中磁力搅拌3小时，其中，优选体积分数为7.5％的H₂SO₄溶液；其次，用去离子水对搅拌后的第一配置溶液洗涤至pH值为中性；再将经过去离子水洗涤后的第一配置溶液在105℃干燥12小时，获得第一黑棉土试样粗品；最后，对第一黑棉土试样粗品进行研磨，获得第一黑棉土试样。

在对黑棉土进行钠柱撑处理时，可以先将黑棉土加入到Na₂CO₃(碳酸钠)溶液中获得第二配置溶液，常温下磁力搅拌3小时，其中，优选质量分数为8％Na₂CO₃的溶液；其次，向搅拌后的第二配置溶液中加入HCl溶液；再用去离子水对加入HCl溶液的第二配置溶液进行洗涤，直至去除Cl离子；再将去离子水洗涤后的第二配置溶液在105℃干燥12小时，获得第二黑棉土试样粗品；最后，对第二黑棉土试样粗品进行研磨，获得第二黑棉土试样。

优选地，在对硅烷进行水解，获得硅烷水解溶液时，可以根据以下步骤：

制备体积比为9:1的乙醇与水的第一混合溶液；将硅烷偶联剂加入至第一混合溶液中，用冰醋酸将加入硅烷偶联剂的第一混合溶液的pH值调节至预设的pH范围，进行搅拌，获得硅烷水解溶液。

其中，预设的pH范围优选为4～5，在此范围内，有助于硅烷偶联剂的水解。而在进行搅拌时，可以在在常温下磁力搅拌1小时。

上文所介绍的分别黑棉土及硅烷水解液的处理过程，在本发明实施例中，主要是利用硅烷分子为链状结构的结构特殊性，利用硅烷偶联剂降低黑棉土膨胀性。因此，使用硅烷水解溶液对经过预处理后的黑棉土进行硅烷接枝尤为重要。

在本发明实施例中，使用硅烷水解溶液对黑棉土进行表面接枝可以包括：

制备体积比为9:1的乙醇与水的第二混合溶液；

将上述经过预处理的黑棉土试样置于第二混合溶液中进行搅拌，形成稳定的悬浮液；

将硅烷水解溶液滴入悬浮液中，在70℃下水浴加热预设时间；

将水浴加热后的滴入有所述硅烷水解溶液的悬浮液洗涤至中性并进行干燥，获得硅烷接枝的黑棉土粗品；

将硅烷接枝的黑棉土粗品进行研磨，得到硅烷接枝的黑棉土样品。

可选地，将硅烷水解溶液滴入悬浮液后在70℃下水浴加热时间可以为2小时、4小时、8小时或12小时。

本发明实施例提供的调节黑棉土膨胀性的方法，主要通过对黑棉土进行酸化或钠化预处理，得到具有一定活性的黑棉土后，采用硅烷偶联剂即3-氨丙基三甲氧基硅烷对黑棉土进行表面改性，用不同浓度的硅烷进行接枝，通过硅烷与黑棉土片层的羟基进行缩合反应，将黑棉土从亲水性变为疏水性，进而改变黑棉土的吸水膨胀特性。由于硅烷分子结构的特殊性，硅烷分子为链状结构，两端的基团具有不同的亲疏水性，在与黑棉土进行反应时，亲水基团一端会与黑棉土片层间的羟基发生缩合反应，疏水的一端则暴露于片层表面，利用这一点达到疏水目的，进而降低黑棉土的膨胀性。经过改性后的黑棉土，不仅实现了废弃黑棉土的回收问题，同时，也解决了大量黑棉土的占地问题。

基于上述实施例提供的技术方案，本发明还提供了多个对黑棉土进行表面硅烷接枝的实施例，并进行了膨胀性测试。

为了方便对比，可以先对原黑棉土直接进行硅烷接枝，而不进行预处理，如下述实施例1-3。

实施例1

原黑棉土直接进行硅烷接枝

1.硅烷的水解：将体积分数为0.5％的硅烷偶联剂加入到100mL的乙醇/水(体积比为9:1)的混合溶液中，用冰醋酸调节pH值在4-5之间，促进水解，常温下磁力搅拌1小时。

2.黑棉土的表面接枝：15g黑棉土分散于100ml乙醇/水(体积比为9:1)的混合溶液中，放于烧杯中搅拌，待分散均匀，形成稳定的悬浮液，将硅烷溶液缓慢滴入到悬浮液中。70℃水浴4小时。待反应结束后，抽滤、洗涤至中性，80℃烘箱干燥12小时；研钵研磨备用，得到硅烷接枝的黑棉土样品。

经测定自由膨胀率为120％。

实施例2

原黑棉土直接进行硅烷接枝

1.硅烷的水解：将体积分数为1％的硅烷偶联剂加入到100mL乙醇/水(体积比为9:1)的混合溶液中，用冰醋酸调节pH值在4-5之间，促进水解，常温下磁力搅拌1小时。

2.黑棉土的表面接枝：15g黑棉土分散于100mL乙醇/水(体积比为9:1)的混合溶液中，放于烧杯中磁力搅拌，待分散均匀，形成稳定的悬浮液，将硅烷溶液缓慢滴入悬浮液中，70℃水浴4小时；反应结束后，抽滤、洗涤至中性，80℃烘箱中干燥12小时，研钵磨细备用，得到硅烷接枝的黑棉土样品。

经测定自由膨胀率为61％。

实施例3

原黑棉土直接进行硅烷接枝

1.硅烷的水解：将体积分数为2％的硅烷偶联剂加入到100mL乙醇/水(体积比为9:1)的混合溶液中，用冰醋酸调节pH值在4-5之间，促进水解，常温下磁力搅拌1小时。

经测定自由膨胀率为41％。

以下实施例会将黑棉土进行预处理，再进行硅烷接枝。

实施例4

1.对黑棉土进行酸化处理，向15g黑棉土中加入体积分数为7.5％的H₂SO₄溶液中，将配置好的溶液放于70℃的水浴中磁力搅拌3小时；后用去离子水抽滤、洗涤，直至滤液的pH值为中性，放入烘箱105℃干燥12小时；研钵磨细备用；

2.硅烷的水解：将体积分数为0.5％的硅烷偶联剂加入到100mL乙醇/水(体积比为9:1)的混合溶液中，用冰醋酸调节pH值为4-5，促进水解，常温下磁力搅拌1小时。

3.黑棉土的表面接枝：15g黑棉土分散于100mL乙醇/水(体积比为9:1)的混合溶液中，放于烧杯中磁力搅拌，待分散均匀，形成稳定的悬浮液，将硅烷溶液缓慢滴入悬浮液中，70℃水浴4小时。反应结束后，抽滤、洗涤至溶液呈中性，放入烘箱中80℃干燥12小时，研钵磨细备用，得到硅烷接枝的黑棉土样品。

经测定自由膨胀率为17％。

实施例5

1.对黑棉土进行酸化处理，向15g黑棉土中加入体积分数为7.5％的H₂SO₄溶液中，将配置好的溶液放于70℃的水浴中磁力搅拌3小时；将搅拌后的溶液用去离子水洗涤，直至pH值为中性，放入烘箱105℃干燥12小时；研钵磨细备用；

2.硅烷的水解：将体积分数为1％的硅烷偶联剂加入到100mL乙醇/水(体积比为9:1)的混合溶液中，用冰醋酸调节pH值为4-5，促进水解，常温下磁力搅拌1小时。

3.黑棉土的表面接枝：15g黑棉土分散于100mL乙醇/水(体积比为9:1)的混合溶液中，放于烧杯中磁力搅拌，待分散均匀，形成稳定的悬浮液，将硅烷溶液缓慢滴入悬浮液中。70℃水浴4小时。待反应结束后，抽滤、洗涤至中性，放入烘箱中80℃干燥12小时，研钵磨细备用，得到硅烷接枝的黑棉土样品。

经测定其自由膨胀率为10％。

实施例6

2.硅烷的水解：将体积分数为2％的硅烷偶联剂加入到100mL乙醇/水(体积比为9:1)的混合溶液中，用冰醋酸调节pH值为4-5，促进水解，常温下磁力搅拌1小时。

经测定其自由膨胀率为13％。

实施例7

3.黑棉土的表面接枝：15g黑棉土分散于100mL乙醇/水(体积比为9:1)的混合溶液中，放于烧杯中磁力搅拌，待分散均匀，形成稳定的悬浮液，将硅烷溶液缓慢滴入悬浮液中。70℃水浴2小时。待反应结束后，抽滤、洗涤至中性，放入烘箱中80℃干燥12小时，研钵磨细备用，得到硅烷接枝的黑棉土样品。

经测定其自由膨胀率为30％。

实施例8

3.黑棉土的表面接枝：15g黑棉土分散于100mL乙醇/水(体积比为9:1)的混合溶液中，放于烧杯中磁力搅拌，待分散均匀，形成稳定的悬浮液，将硅烷溶液缓慢滴入悬浮液中。70℃水浴8小时。待反应结束后，抽滤、洗涤至中性，放入烘箱中80℃干燥12小时，研钵磨细备用，得到硅烷接枝的黑棉土样品。

经测定其自由膨胀率为13％

实施例9

1.对黑棉土进行钠柱撑：将黑棉土加入到质量分数为8％的碳酸钠溶液中，常温磁力搅拌3小时；向其中加入HCl溶液，除去多余的CO₃ ^2-。悬浮液用去离子水抽滤、洗涤，直至除去Cl^-；烘箱中105℃干燥12小时，试样研磨备用；

2.硅烷的水解：将体积分数为0.5％的硅烷偶联剂加入到100mL的乙醇/水(体积比为9:1)混合溶液中，用冰醋酸调节pH值为4-5，常温下磁力搅拌1小时。

3.黑棉土的表面接枝：15g黑棉土分散于100mL乙醇/水(体积比为9:1)的混合溶液中，放于烧杯中搅拌，待分散均匀，形成稳定的悬浮液，将硅烷溶液缓慢滴入悬浮液中。70℃水浴4小时。待反应结束后，抽滤、洗涤至中性，80℃干燥12小时，磨细，得到硅烷接枝的黑棉土样品。

经测定其自由膨胀率为60％。

实施例10

2.硅烷的水解：将体积分数为1％的硅烷偶联剂加入到100mL的乙醇/水(体积比为9:1)混合溶液中，用冰醋酸调节pH值为4-5，常温下磁力搅拌1小时。

经测定其自由膨胀率为38％。

实施例11

2.硅烷的水解：将体积分数为2％的硅烷偶联剂加入到100mL的乙醇/水(体积比为9:1)混合溶液中，用冰醋酸调节pH值为4-5，常温下磁力搅拌1小时。

经测定其自由膨胀率为40％。

通过上述实施例对比可知，在实施例1-3中，直接原黑棉土进行硅烷接枝而不做预处理时，再基于不同条件制备下的硅烷水解溶液对黑棉土的表面进行硅烷接枝后，黑棉土的膨胀率还是很高。而将黑棉土进行酸化处理或钠柱撑处理后，再对经过处理后的黑棉土进行硅烷接枝，黑棉土的膨胀率明显下降。

图2为根据本发明实施例的经过不同方式处理的黑棉土样品XRD(X-raydiffraction，X射线衍射)图谱，如图2所示，a代表未经处理的黑棉土的XRD图；b代表经体积分数为1％Silanes(硅烷)接枝的黑棉土试样；c为经体积分数为7.5％H₂SO₄溶液酸化处理，并使用体积分数为1％的硅烷偶联剂进行接枝黑棉土试样；d代表经质量分数为8％的碳酸钠溶液钠柱撑处理，并使用体积分数为1％的硅烷偶联剂进行接枝黑棉土试样。其中，1.50nm、1.64nm、1.74nm、1.66nm分别是相对应试样中蒙脱石的第一级衍射峰的晶面间距。

从图中可以看出，改性后黑棉土的XRD的第一级衍射峰偏移，表明硅烷分子进入到黏土层间。

表1为改性后黑棉土的FS(free swelling ratio，自由膨胀率)随改性条件的变化。

表1

FS(％)	BCS+Silanes	8％Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>+Silanes	7.5％H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>+Silanes
				0.5％Silanes	120	60	17
1％Silanes	61	38	10
				2％Silanes	41	40	13

FS代表自由膨胀率；Silanes代表硅烷；BCS代表Black Cotton Soil，即黑棉土；其中，使用硅烷处理黑棉土的水浴时间为4小时。

经测定，原BCS自由膨胀率为160％。

从表1中可以观察到：经过酸化处理或钠柱撑处理后的黑棉土的膨胀率均会降低。

进一步地，经H₂SO₄预处理后的黑棉土膨胀性降低较为显著，其自由膨胀率从原来的160％降至10％。采用Na₂CO₃对黑棉土进行钠柱撑处理，只是Na⁺将黑棉土片层中Ca²⁺等离子置换出来，而硫酸处理能够去除分布在黑棉土中的有机物；H⁺也会将八面体中的Al³⁺等离子溶出，使黏土颗粒带更多的负电荷；酸洗还会产生大量的断键；增加黑棉土的反应活性，更易于硅烷的吸附。因此，相较于用H₂SO₄对黑棉土进行预处理，用Na₂CO₃预处理后的黑棉土膨胀性降低较为显著。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims

1.一种调节黑棉土膨胀性的方法，包括：

对黑棉土进行预处理获得黑棉土试样，其中，所述预处理包括酸化处理或钠柱撑处理；

对硅烷进行水解，获得硅烷水解溶液；

使用所述硅烷水解溶液对所述预处理后的黑棉土进行硅烷接枝，得到硅烷接枝的黑棉土样品；

其中，所述酸化处理包括：将所述黑棉土加入H₂SO₄溶液中获得第一配置溶液，在70℃的水浴中磁力搅拌3小时；

2.根据权利要求1 所述的方法，其中，所述H₂SO₄溶液的体积分数为7.5％。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钠柱撑处理包括：

向所述搅拌后的第二配置溶液中加入HCl溶液；

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述Na₂CO₃溶液的质量分数为8％。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对硅烷进行水解，获得硅烷水解溶液，包括：

制备体积比为9:1的乙醇与水的第一混合溶液；

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述预设的pH值范围为4～5。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述搅拌包括：在常温下磁力搅拌1小时。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述使用所述硅烷水解溶液对黑棉土进行硅烷接枝，包括：

制备体积比为9:1的乙醇与水的第二混合溶液；

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述预设的时间包括：2小时、4小时、8小时或12小时。