鈣膨潤土

鈣基膨潤土是一種天然存在的黏土礦物，主要成分為蒙脫石，具有高吸水能力和膨脹特性。與經過鹼活化的鈉基膨潤土不同，鈣基膨潤土保留了其天然的可交換鈣陽離子，因而黏度較低，流變行為亦有差異。這種礦物的層狀結構允許水分子滲入黏土片層之間，水化時產生膨脹力。此基本組成使鈣基膨潤土特別適用於需要控制水化程度和較低黏度的岩土工程及深基礎工程應用。在深基礎和岩土工程中，鈣基膨潤土具有多種關鍵功能。它廣泛應用於泥漿牆施工中，作為地下連續牆和相切樁安裝的穩定劑，於開挖期間在槽壁表面形成不透水泥皮，以維持溝槽穩定。該材料在旋挖鑽孔作業中亦至關重要，膨潤土泥漿懸浮液可支撐鑽孔孔壁、控制地下水流入，並促進岩屑排出。鈣基膨潤土亦應用於地基改良工程，包括噴射灌漿和土壤穩定項目，當中精確的黏度控制對於實現適當的滲透和黏結性能至關重要。此外，它還可用作微型隧道掘進和水平定向鑽孔（HDD）作業中的潤滑劑，減少摩擦阻力，使設備得以穿越複雜的土層和岩層推進。鈣基膨潤土通常以粉末或顆粒形式供應，並在工地現場加水攪拌，製成具備特定黏度和密度的泥漿系統。儲存時需防潮防污，應使用密封容器或控濕儲倉以保持材料穩定性。現場配製需使用高剪切設備將其與水均勻混合，確保膠體顆粒完全水化和均勻分散，商業泥漿系統的典型配製時間為30至60分鐘。主要品種包括針對泥漿牆應用優化的低黏度鈣基膨潤土、適用於旋挖鑽孔的中黏度配方，以及專為噴射灌漿作業設計的特殊等級。技術規格通常參照美國石油學會（API）鑽井液標準或DIN/EN岩土工程分類，其性能受粒徑分佈、含水量及離子組成等因素影響。工程師根據地層結構、地下水狀況、所需泥漿密度與黏度、預期鑽孔深度，以及與計劃地基改良技術的相容性來選用鈣基膨潤土。黏度要求差異顯著：泥漿牆應用通常要求馬氏漏斗流出時間為28至35秒，而旋挖鑽孔則可能根據地層特性要求32至40秒。選用時亦需考慮成本效益、環境相容性，以及後續處理或處置需求。膨潤土泥漿的設計與採購必須符合相關國際標準，包括EN 1538（地下連續牆）、ASTM D4380（鑽井液）和ISO 12144（噴射灌漿）。歐洲承包商經常參照DIN 4102和DIN 18138，這兩項標準規定了岩土工程應用的物理和化學特性。這些標準規範了黏度、密度、濾失量和熱穩定性的測試程序，以確保施工過程中的質量控制。