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黑棉土是由2:1型层状结构的蒙脱石构成,且含量较高,一般可达到70%,导致其具有吸水膨胀、失水收缩的特性,且膨胀性较高。同时又具有许多其他优异的性能,包括高的阳离子交换量和良好的有机物吸附特性等。黑棉土分布广泛,储量丰富,但对其应用的研究尚很少。作为路基材料,由于其吸水膨胀、失水收缩的特性,常常会造成道路塌陷等负面影响,因此需要对其进行改性处理以降低其膨胀性。本文针对肯尼亚地区道路建设中黑棉土存在的问题,采用硅烷对其进行了改性,有效的降低了其膨胀性;同时,还探究了黑棉土的高附加值应用,包括黑棉土作为吸附材料以及轻质建筑材料原料的应用。首先,测试了黑棉土的矿物组成和化学组成,并根据测试结果采用H2SO4或Na2CO3对其进行了预处理。然后,设计了降低黑棉土膨胀性的方法,采用将硅烷溶解于乙醇和水的混合溶剂中,后将原土或预处理土加入其中,在恒温水浴条件下对黑棉土进行硅烷改性的工艺进行了实验,并优选了工艺条件。在7.5%H2SO4和硅烷处理的条件下,黑棉土的自由膨胀率可以由原始的160%降低至15%,使黑棉土的膨胀等级由强膨胀性变为弱膨胀性粘土,甚至于消除黑棉土的膨胀性（参照GB50112-2013标准）。根据改性前后XRD的测试结果,证明改性后黑棉土中蒙脱石的（001）衍射峰发生左移,说明硅烷分子进入到蒙脱石的片层,导致晶面间距增加;相应的,FTIR图谱中改性后蒙脱石的羟基峰明显减弱甚至消失,说明蒙脱石被硅烷接枝,硅烷分子亲水端与片层间羟基的断键发生反应,导致羟基键减弱或消失。反应后,硅烷的疏水端暴露于外侧,改变了其亲水性,降低了黑棉土的自由膨胀性。其次,本文利用黑棉土比表面积大和阳离子交换量高等优异性能,对黑棉土的吸附特性进行了研究。实验分别选取未处理和经过H2SO4处理的黑棉土作为吸附质材料进行了对比研究,探究了吸附剂用量、吸附质用量和吸附时间对吸附效果的影响。实验结果显示:当溶液初始浓度为500 mg/L,固液比2 g/L,溶液中亚甲基蓝的去除率可接近100%。同时,还探究了两种吸附质原料对于亚甲基蓝的吸附热力学和动力学问题,热力学拟合结果表明,黑棉土对于亚甲基蓝的吸附更加符合Langmuir吸附等温模型,经计算得到黑棉土和硫酸处理黑棉土的最大吸附量分别为104.6 mg/g和99.7 mg/g,说明黑棉土的吸附效果要优于硫酸处理黑棉土。动力学拟合结果显示,黑棉土对于亚甲基蓝的吸附过程与二级动力学模型更加吻合,说明该反应的吸附速率受化学吸附机理控制。最后,以黑棉土为原料,火山灰（VA）为骨料制作了轻质建筑材料—多孔粘土砖。通过实验优选了工艺条件,在1000-1050oC的温度,BCS/VA比为7:3-8:2时,试样具有60MPa以上的抗压强度,烧结线收缩小于9%,气孔率达到30%。其物理性能和力学性能均满足国标GB/T 13545-2014中MU 10.0的等级标准。论文通过降低黑棉土的膨胀性实验及机理探讨,将黑棉土作为吸附剂材料进行研究,以及以黑棉土为原料进行了轻质建筑材料的制备,拓展了其应用领域,具有一定的实际意义和理论意义。