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水泥的水化反应
水泥的水化反应是最重要的水泥反应之一，它是建筑物建造过程中不可或缺的重要因素。
水泥是将石灰和粘土粉磨加热产生的铝硅酸盐物质，水泥吸收水后会发生一系列反应，使其形成水泥胶。
水泥水化反应包含几个不同的步骤，其中包括：首先，由石灰及粘土研制而成的水泥成分吸取水分中的液体，形成一种叫做熔融成分的悬浮液。
然后，水会破坏水泥中的某些成分，于是就会凝结，并且水泥胶的凝结反应就会开始发生。
随着水的部分吸收，水泥中的熔融成分会开始充满空间，形成水泥胶状物质，这就是所谓的干燥过程。
最后，随着更多的水被吸收，水泥胶会迅速胶结起来，其细微的部分会紧密把握在一起，产生一种可以压缩和裂缝的大块体积物质。
此外，水泥胶也可以与其他材料混合，如砂和碎石，形成一种类似混凝土的硬物质，用于建造房屋，会议厅和其他建筑物。
总之，水泥水化反应是一个复杂及多步骤的过程，有许多细微的不同，但它们都保证了水泥的特征，除了把水泥成型，它们的功效也是创造出坚硬，可持久的建筑物的基础。
粘土岩水化膨胀因素试验研究摘要：在石油天然气钻井、基础工程钻掘及其他遇到泥岩、页岩、粘土等地层钻进时，常常会造成井壁失稳、井眼缩径、坍塌和储层损害等，通常我们把这些现象和膨胀联系起来，而在含粘土矿物较高的软弱岩层中，受到不同程度破坏的现象更为突出。
粘土水化膨胀的评价方法主要是吸水量法和膨胀量法，本文以膨胀量法为主，在模擬地层温度和压力的环境下，对粘土岩水化膨胀的因素进行了试验。
试验表明，在一定条件下，升高温度，增大粘土岩的水化膨胀速度，最终的膨胀量却是相同的；随着压力的增大，膨胀量会趋于变小。
关键词：粘土岩；水化膨胀；温度；压力1 室内试验研究1.1主要设备和材料自由膨胀率试验仪、岩石粉碎仪、电子天平和温度计，其中试验仪需要满足零到一百八十摄氏度的控温范围标准，并且控温灵敏度是正负一摄氏度。
电热烘箱的控温范围要求在零到三百摄氏度之间，电子天平的精度是0.0000。
原材料选用的是粘土岩及地层水。
1.2实验步骤在进行实验的过程中，需要按照相关标准操作，首先就要将粘土岩打磨到100目以内，或采用尺寸为0.15mm标准的孔筛进行筛料，再将打磨烘干好的粘土岩粉末置于天平上，称取8g的粉末作为实验用料，并采用压力机进行五分钟的0.01pa加压，最后再将它放到膨胀试验仪中，加入地层水，并测定4h 的线性膨胀率。
2 水化膨胀影响因素实验2.1与温度关系的实验在进行温度对水化膨胀影响实验的过程中，需要在常压的环境下设定不同的温度条件，并随着时间变化进行观察，最终得出试验数据和结论。
在实验中将温度设置为从20到100摄氏度依次递增的范围内，并模拟出地层水的环境，将实验材料放置其中随着时间推移观察变化，从图示可以看出，温度条件下粘土岩水化分散膨胀率的变化是极其显著的，尤其是在实验初始阶段的1h之内，随着时间的增加而变化的，温度愈高膨胀率越明显，在整个实验的过程中是一直呈现上升状态的，其中位于2h的实验阶段趋于平衡，之后随着实验时间的延长，变化的速度逐渐减慢并趋于相同。
《泥浆工艺原理》复习资料第一章——钻井液概论1.钻井液：指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。
钻井液功用：（1）携带和悬浮岩屑（2）稳定井壁和平衡地层压力（3）冷却和润滑钻头、钻具（4）传递水动力。
2.密度（1）低密度活性固相（粘土）：2.2g cm-3 2.3g cm-3（2）低密度惰性固相（钻屑）：2.5 g cm-3 2.7 g cm-3(平均：=2.6g cm-3)（3）钻井液密度低密度：g cm-3中高密度：1.8 g cm-3 2.5g cm-3高密度：2.5g cm-3 3.0 g cm-3超高密度： 3.0 g cm-3（4）加重材料API重晶石：=4.2 g cm-3石灰石粉：2.7g cm-3 2.9 g cm-3铁矿粉：4.9 g cm-3 5.3 g cm-3钛铁矿粉：4.5 g cm-3 5.1 g cm-3方铅矿：7.4 g cm-37.7 g cm-3（5）无机处理剂纯碱：2.5 g cm-3烧碱:2.0—2.2 g cm-33.钻井液密度作用（1）稳定井壁，防井塌。
（2）实现近平衡钻井技术，减少压持效应，提高机械钻速。
（3）平衡地层压力，防止井喷、井漏和钻井液受地层流体污染。
（4）钻开油气层，合理选择钻井液密度，减少钻井液对产层的伤害。
4.实际应用中，大多数钻井液pH控制在8—11之间，维持一个较弱的碱性环境。
酚酞变色点：pH=8.3左右；甲基橙变色点：pH=4.3左右。
常温下：10%Na2CO3(aq) pH=11.1；Ca(OH)2(饱和aq) pH=12.1 ；10%NaOH(aq) pH=12.9；5. 钻井液组成①分散介质+分散相+化学处理剂②连续相+不连续相③液相+固相+化学处理剂6.钻井液含砂量：钻井液中不能通过200目筛的砂粒体积占钻井液体积的百分数。
一般砂含.【即粒径74的砂粒占钻井液总体积的百分数】第二章——粘土矿物和粘土胶体化学基础1.相：物质物理化学性质完全相同的均匀部分。
泥浆性能及其测试方法泥浆的性能是泥浆的组成以及其各组分间相互物理化学作用的宏观反映.泥浆的主要性能有泥浆的比重和固相含量、泥浆的流变特性（粘度和切力）、泥浆的滤失性能（泥浆的失水量和泥饼厚度）、以及泥浆的含砂量、润滑性、胶体率和 pH 值等。
一、比重、固相含量与含砂量泥浆的比重是指泥浆的重量与同体积水的重量之比。
泥浆比重的大小主要取决于泥浆中固相的重量(造浆粘土重量和钻屑重量)。
泥浆的含砂量指泥浆中砂粒占的重量或体积百分数。
1. 地层压力的控制钻井中防止漏失，涌水和维持孔壁的稳定，重要的一点是要维持钻孔—地层间的物理力平衡。
而孔内静液柱压力的大小决定于孔内液柱的单位重量或比重以及垂直深度，即：（ 4-6 ）式中P s——静液柱压力， N ；γ——单位体积的重量或比重， Kg/m 3 ；H——液柱垂直高度， m 。
若把每单位高度（或深度）增加的压力值叫压力梯度。
用G s表示静液压力梯度，则：（ 4-7 ）因此静液柱压力梯度Gs决定于泥浆的比重，可以调节泥浆的比重使Gs与地层压力梯度Gp相适应以求得钻孔—地层间的物理力的平衡。
2. 对钻速的影响近年来进行的泥浆比重、固相含量对钻速影响的研究得出如下的结论：（1）随着泥浆比重的增加，钻速下降，特别是泥浆比重大于1.06~1.08时，钻速下降尤为明显。
（2）泥浆的比重相同，固相含量愈高则钻速愈低。
由此泥浆比重相同时，加重泥浆的钻速要比普通泥浆高，因为加重泥浆的固相含量低。
（3）泥浆的比重和固相含量相同，但固相的分散度不同，则固相颗粒分散得愈细的泥浆钻速愈低。
由此，不分散体系的泥浆其钻速要比分散体系的泥浆高，如图4-9所示。
甚至有些研究者得出小于1μm 的颗粒对钻速的影响比大于1μm颗粒的影响大12倍。
因此，为提高钻进效率，不仅应降低泥浆的比重和固相含量，而且应降低固相的分散度，即应采用不分散低固相泥浆。
3. 含砂量的影响泥浆中的无用固相（主要为岩屑）含量会给钻进造成很大的危害。
测定土含水量的方法测定土壤含水量的方法一、引言土壤含水量是指在土壤中所含的水分的量，是土壤变干或变湿的重要指标之一。
正确地测定土壤含水量可以帮助农民合理管理灌溉、施肥等农业生产活动，提高农作物的产量和质量。
本文将介绍几种常用的测定土壤含水量的方法。
二、重量法重量法是一种传统的测定土壤含水量的方法。
具体步骤如下：1. 准备一个干燥的土壤样品，并记录其质量。
2. 将土壤样品放入一个加热箱中加热，加热温度通常设定为105℃。
3. 加热一段时间后，取出土壤样品并立即将其放入一个密封容器中，以防止水分再次蒸发。
4. 将密封容器放入一个恒温器中，将温度调节为室温。
5. 定时取出密封容器并记录其质量，直到两次质量测量值相同为止。
6. 通过计算质量损失百分比，即可得到土壤样品中的含水量。
三、容积法容积法是另一种常用的测定土壤含水量的方法。
具体步骤如下：1. 准备一个干燥的土壤样品，并记录其体积。
2. 将土壤样品放入一个密封容器中，将容器装满。
在容器上方留出一定的空间以防止溢出。
3. 在容器中加入一定量的水，并充分混合土壤和水。
4. 等待一段时间，让土壤充分吸水。
5. 将容器放在一个有滤网的漏斗上，并打开底部的阀门，让多余的水分通过滤网流出。
6. 定期检查滤液是否不再有水流出，即可得到土壤样品中的含水量。
四、电阻法电阻法是一种基于土壤导电率与含水量相关的测定方法。
具体步骤如下：1. 准备一个干燥的土壤样品，并记录其质量。
2. 将土壤样品放入一个导电池中，并连接到一个电阻计上。
3. 测量土壤样品的电阻值，并记录下来。
4. 将一定量的水加入土壤样品中，并充分混合土壤和水。
5. 重复步骤3，再次测量土壤样品的电阻值，并记录下来。
6. 通过比较两次电阻值的差异，即可得到土壤样品中的含水量。
五、红外线法红外线法是一种利用红外线辐射与土壤中水分的关系测定土壤含水量的方法。
具体步骤如下：1. 准备一个干燥的土壤样品，并记录其体积。
实验二 粘土矿物制片与x射线衍射图谱的判读一、实验目的土壤粘土矿物是土壤中带电荷粒子之间进行相互作用的主体。
其类型、数量及相互作用和化学表现影响矿质土壤的物理、化学性质。
本实验目的是学习掌握层状粘土矿物定向薄片的制片和x射线衍射分析测试技术及图谱的判读。
二、实验原理x射线衍射鉴定是基于一定波长的x射线在晶质矿物中的衍射，服从布拉格(Brag)定律，即2d = nλsin2θ，式中d 为矿物的层间距，n为整数，λ为波长，θ为入射角。
可根据不同结构矿物的不同衍射特点及其经化学处理后的变化，判读晶质矿物的类型。
三、试剂、仪器和器皿1．试剂：(1)1mol·L-1KCl溶液；(2)0.5mol·L-1MgC12溶液；(3)5％甘油溶液(体积比)；(4)2mol·L-1HCl溶液；(5)0.3mol·L-1柠檬酸钠溶液；(6)柠檬酸钠一重碳酸钠混合液：0．3mol·L-1柠檬酸钠与1mol·L-1重碳酸钠按20：2.5混合配制；2．仪器和器皿：(1)x射线衍射仪；(2)马福炉，水浴锅，离心机；(3)干燥器，5ml指形管，小玻片(3X4cm2)，一端带玻球的小玻棒。
四、实验步骤(一)粘粒定向薄片的制备方法1．镁饱和甘油定向片。
称50mg原胶于5ml指形管中，加柠檬酸钠一重碳酸钠混合液3ml和0.1g固体连二亚硫酸钠，在80℃水浴锅中加热15min(经常搅动)。
冷却，离心，弃去清液，以脱去样品中的游离铁(在其它处理方法中均需先进行此步骤)。
然后加0.5mol·L-1MgCl2溶液3ml，搅拌，洗净玻棒后离心，重复饱和二次，再加5％甘油溶液饱和一次。
离心，弃去清液后加lml蒸馏水搅匀，最后顺玻棒将悬液均匀地倾倒在放平的小玻片上，室温下风干后放入装有饱和Ca(N03)2溶液的干燥器，平衡一天，供衍射分析用。
2．钾饱和定向片。
按上法称样，脱铁后加lmol·L-1KCl溶液饱和处理三次。
粘土矿物的水化机理摘要粘土矿物作为一种重要的地球材料，具有广泛的应用价值。
其水化机理是研究粘土矿物水化过程中非常重要的一环，对于理解粘土矿物的性质和行为具有重要意义。
本文将深入探讨粘土矿物的水化机理，并通过Markdown文本格式详细介绍。
粘土矿物的概述粘土矿物是一类由层状结构组成的细颗粒矿物，主要由硅酸盐矿物组成。
其结构由两个硅酸盐层夹杂着一个或多个层状阳离子（通常是氢离子、镁离子或铝离子）而构成。
粘土矿物具有较大的比表面积和较强的吸附性能，因此在土壤科学、地质学和材料科学等领域具有广泛的应用。
粘土矿物的水化过程粘土矿物的水化是指粘土矿物与水或水溶液接触后发生的结构和性质的变化过程。
水化过程中，水分子会进入粘土矿物的层间隙，与层状阳离子发生相互作用，并引发粘土矿物结构的变化。
粘土矿物的水化过程可分为两个阶段：吸附水和结合水。
吸附水吸附水是指从粘土矿物表面吸附到层状阳离子表面的水分子。
这些水分子与粘土矿物表面形成氢键，并且与层状阳离子之间的距离较远。
吸附水的存在使得粘土矿物具有一定的吸附性能，可以吸附和释放溶液中的离子和分子。
结合水结合水是指从吸附水中挤压出来的水分子，它们与粘土矿物中的层状阳离子形成氢键，并且与层状阳离子之间的距离较近。
结合水的存在导致粘土矿物的层间距离增加，从而使得粘土矿物的体积膨胀。
结合水的含量和性质决定了粘土矿物的性质和行为。
水化反应水化是通过粘土矿物的吸附水和结合水与其他溶液中的离子和分子发生反应而进行的。
这些反应可以引发粘土矿物结构的变化，如层间阳离子的置换、粘土矿物层间的离子交换等。
水化反应还可以导致粘土矿物中部分晶体结构的解理和变形。
粘土矿物的水化机理粘土矿物的水化机理主要包括两个方面：吸附机理和结合机理。
吸附机理粘土矿物的吸附机理涉及到水分子与粘土矿物表面相互作用的过程。
水分子与粘土矿物表面的氢键作用一般分为两类，即吸附到氧上的吸附水和吸附到铝或镁上的吸附水。
吸附到氧上的吸附水与层状阳离子之间的相互作用较弱，容易释放。
粘土或坯料可塑性的测定-可塑性指标法一．目的和意义目的：1.了解粘土或坯料的可塑性指标对生产的指导意义。
2.了解影响粘土可塑性指标的因素。
3.掌握粘土或坯料可塑性指标的测定原理及测定方法。
意义：可塑性指标是利用一定大小的泥料，测定其在受力情况下所产生的应变，以对粘土或坯料的可塑性进行初步评价，对陶瓷的成型和干燥性能进行分析。
二．基本原理可塑性是指具有一定细度和分散度的粘土或配合料，加适量水调和均匀，成为含水率一定的塑性泥料，在外力作用下能获得任意形状而不产生裂缝或破坏，并在外力作用停止后仍能保持该形状的能力。
1.试样-圆球: 圆球Φ30 mm可塑性指标以一定大小的泥球在受力情况下所产生的应变与应力的乘积来表示：S = ( D - h )· PS —可塑性指标(厘米·公斤)；D —泥球在试验前的直径（厘米）；h —泥球受压后产生裂缝时的高度 (厘米)；p —泥球出现裂纹时的负荷 (公斤)。
可塑性与调和水量，亦即与颗粒周围形成的水化膜厚度有一定的关系。
一定厚度的水化膜会使颗粒相互联系，形成连续结构，加大附着力；水膜又能降低颗料间的内摩擦力，使质点能相互沿着表面滑动而易于塑造成各种形状，从而增加了可塑性。
但加入水量过多又会产生流动，失去塑性；加入水量过少，则连续水膜破裂，内摩擦力增加，塑性变坏，甚至在不大的压力下就呈松散状态。
高可塑性粘土的可塑性指标大于 3.6 ；中可塑性粘土可塑性指标为 2.5 -3.6 ；低可塑性粘土的可塑性指标低于 2.4 。
2.试样-圆柱体：圆柱体Φ28×38 mm（1）可塑性指标的计算：R=A ·F 10/F 50式中A 为常数，对于Φ28×38 mm 的试样，此值为1.80（压缩50%和10%截面积比），F10、F50分别为试样压缩10％和50％时所承受的压力。
（2）每个样品测量2次，取平均值。
三．实验器材KS-B 微电脑可塑性测定仪，粗天平，量筒，卡尺，调泥皿，调泥刀。
土壤含水量测定方法小结
1.散射法
散射法是一种快速测定土壤含水量的方法。
这种方法利用微波或可见光在土壤中发生散射的原理来测定土壤含水量。
散射法可以通过无线射频或红外线相机来实现，这种方法测定的速度快、操作简便，但准确性相对较低。
2.干燥重法
干燥重法是一种常用的土壤含水量测定方法。
该方法先将土壤样品取出后，在称重器中测定其重量，然后将土壤样品放入干燥箱中进行烘干，再称重，得到土壤干燥后的重量。
通过比较干燥前后的重量差异，即可计算出土壤的含水量。
3.容重法
容重法是一种通过测量土壤的容重和体积来计算土壤含水量的方法。
容重是指土壤的干燥质量和土壤体积的比值，可以通过取样后进行称重和体积测量来计算得出。
然后，通过测定土壤的干燥重量和湿重量，可以计算出土壤的容重和含水量。
4.滴定法
滴定法是一种根据土壤中的水分对滴定剂的反应来测定土壤含水量的方法。
这种方法需要取一定质量的土壤样品，加入滴定剂进行滴定，根据滴定结束时滴定剂的消耗量来计算土壤中的水分含量。
滴定法适用范围较窄，但准确性较高，可用于测定土壤中的可供植物利用的水分。
5.电导法
电导法是一种根据土壤中水分含量和电导率之间的关系来测定土壤水
分含量的方法。
该方法通过在土壤中施加电流，然后测量土壤对电流的阻抗，从而根据电阻和电导的关系计算出土壤中的水分含量。
以上是关于土壤含水量测定方法的小结。
每种方法都有其适用范围和
优缺点，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的方法进行测定。
同时，对于准确性要求较高的需求，可以采取多种方法结合的方式进行测定。
粘土水化分散与泥浆体系稳定原理一、土的水化分散粘土的水化是指粘土颗粒吸附水分子，粘土颗粒表面形成水化膜，粘土晶格层面间的距离增大，产生膨胀以至分散的过程。
粘土水化的结果即形成泥浆。
粘土的水化效果对粘土的造浆性能和土质地层孔壁的稳定有重大影响。
（一）粘土水化的原因粘土颗粒与水或含电解质、有机处理剂的水溶液接触时，粘土便产生水化膨胀，引起粘土水化膨胀的原因有：1. 粘土表面直接吸附水分子粘土颗粒与水接触时，由于以下原因而直接吸附水分子：（1）粘土颗粒表面有表面能，依热力学原理粘土颗粒必然要吸附水分子和有机处理剂分子到自己的表面上来，以最大限度地降低其自由表面能；（2）粘土颗粒因晶格置换等而带负电荷，水是极性分子，在静电引力的作用下，水分子会定向地浓集在粘土颗粒表面；（3）粘土晶格中有氧及氢氧层，均可以与水分子形成氢键而吸附水分子。
2. 粘土吸附的阳离子的水化粘土表面的扩散双电层中，紧密地束缚着许多阳离子，由于这些阳离子的水化而使粘土颗粒四周带来厚的水化膜。
这是粘土颗粒通过吸附阳离子而间接地吸附水分子而水化。
（二）影响粘土水化的因素1. 粘土矿物本身的特性粘土矿物因其晶格构造不同，水化膨胀能力也有很大差别。
蒙脱石粘土矿物，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。
伊利石粘土矿物其晶体结构与蒙脱石矿物相同，但因层间有水化能力小的K+存在，K+镶嵌在粘土硅氧层的六角空穴中，把两硅氧层锁紧，故水不易进入层间，粘土不易水化膨胀。
高岭石粘土矿物，因层间易形成氢键，晶胞间联结紧密，水分子不易进入，故膨胀性小。
同时伊利石晶格置换现象少，高岭石几乎无晶格置换现象，阳离子交换容量低，也使粘土的水化膨胀差。
2. 交换性阳离子的种类粘土吸附的交换性阳离子不同，形成的水化膜厚度也不相同，即粘土水化膨胀程度也有差别。
例如交换性阳离子为Na+的钠蒙脱石，水化时晶胞间距可达40 A，而交换性阳离子为Ca2+的钙蒙脱石，水化时晶胞间距只有17 A。
目录膨润土试验方法 (1)膨润土常用指标的测定方法（一） (21)膨润土常用指标的检测方法 (30)（一）主要试剂和材料 (30)（二）操作步骤 (31)（三）讨论 (32)膨润土试验方法1 主题内容与适用范围本标准规定了膨润土水分、吸蓝量、粒度、膨胀容、吸水率、湿态抗压强度、热湿拉强度、悬浮体性能、滤失量、交换性金属阳离子的测定方法。
本标准适用于机械铸造、铁矿球团和钻井泥浆用膨润土的测定。
2 测定方法2.1 水分测定方法2.1.1 方法提要已知质量的试样在一定温度下干燥后，失去游离水分的质量与原质量之比。
2.1.2 主要仪器a. 烘箱：温度控制在105～110℃；b. 天平：感量为0.01g。
2.1.3 试验步骤称取约10g试样，置于已恒重的称量瓶中，准确至0.01g。
放入105～110℃的烘箱中干燥约3h，然后移至干燥器中冷却至室温称量。
再放入烘箱中干燥30min，用同样方法冷却、称量，如此反复操作直至两次称量相差不大于0.03g即为恒重。
2.1.4 结果计算水分按(1)式计算m0-m1W0=---------×100 (1)m0式中：W0——水分的百分含量，%；m0——干燥前试样质量，g；m1——干燥后试样质量，g。
2.1.5 允许差同一试样应进行平行测定，两次测定结果之差不应超过0.5%，否则应重新测定以不超差的两次测定结果的算术平均值做为最终测定结果，取小数后1位。
2.2 吸蓝量测定方法2.2.1 方法提要用次甲基蓝的水溶液滴定膨润土的水溶液，发生阳离子交换反应，当饱和时，溶液中存在的多余的次甲基蓝在中性定量滤纸上会出现浅绿色晕环。
2.2.2 主要试剂和材料a. 次甲基蓝标准溶液［c(0.005 0C16H18N3SCl)］：将次甲基蓝在93±3℃温度下烘4h，冷却至室温后称取1.599 5g于烧杯中，加水使其完全溶解(可微热)。
移入1L 棕色容量瓶中，稀释至刻度摇匀；b. 焦磷酸钠溶液(1%)：称取10g焦磷酸钠于烧杯中，加水使其完全溶解，移入1L容量瓶中，稀释至刻度摇匀；c. 中速定量滤纸；d. 天平：感量为0.000 1g。
粘土水化测定方法摘要：由于粘土矿物具有水合活化中心而吸附结合水，结合水是控制形成粘性土稠度、塑性、分散膨胀、收缩等物理化学性质及强度、变形等力学性质的重要因素之一，强烈地牵制着涉及粘土矿物行业的发展。
定量测定粘土表面结合水和弄清粘土水合机制，是合理有效地预测粘土矿物与水结合后所出现的物理一化学过程、控制和利用水合粘土特殊物理化学性质、力学性质的基础理论研究。
它涉及粘土矿物学、水化学、表面化学、土质学、土力学、土壤学等诸多方面，属于多学科交叉的基础理论研究。
在测定粘土吸水时，大多都不是从物理机理上进行分析和解决，而是采用标定法来解决，且大量的田间标定又很困难，标定结果出现误差。
通过对吸附水的测定确定粘土的水化程度以及区分粘土水化的类型。
关键词：粘土；结合水；水化；活化；测定方法1.前言水在粘土中的存在形式主要包括强结合水、弱结合水、毛细管水及重力水四种。
(1)强结合水：又称吸湿水。
吸湿水利用分子的吸附力吸附在岩土颗粒的周围并且形成一层极薄的水膜, 这层水膜是紧附于颗粒表面结合最牢固的一层水, 在强压下,其密度接近普通水的两倍,具有极大粘滞性和弹性,可完全不受重力作用,抗剪切, 抗传递静水压力, 最高吸附力可达10MPa。
(2)弱结合水：弱结合水的吸附力则相对较小,它处于吸着水之外,厚度则大于吸着水,又称弱薄膜水。
弱薄膜水在外界的压力下可变形,但同样不受重力的影响,在颗粒水膜之间可作较为缓慢的移动,具有一定的张力及弹性, 同样也不能传递净水压力。
（3）毛细管水：是指在通过毛细管作用保持在岩土毛细管空隙中地下水, 这种地下水的存在方式在岩土中很常见, 对岩土的水理性质影响也是非常大的, 毛细管水存在的不同形式具体又细分为：孤立毛细管水、悬挂毛细管水、真正毛细管水。
同样, 不同毛细管水存在形式的不同对岩土的水理性质的影响程度也不同。
(4)重力水：就是指在重力作用的影响下, 在岩土的孔隙、裂缝中自由流动的水,也就是人们常说的狭义“地下水”。
与结合水有着相反的差异, 重力水不具有任何弹性及粘滞性,且不受任何分子力的影响,不能抗剪切, 也不具有抗传递静水压力的特性。
由于一些天然及认为因素的影响,重力水在岩土中的活动相当活跃, 这就对岩土的水理性质（软化性、崩解性、透水性、胀缩性、给水性）产生非常大的影响。
对土壤含水量的测定可以反映作物对水的需要情况，对农业生产有很重要的指导意义。
对土壤水分测定的方法研究有着非常重要的作用。
目前，土壤水分测定方法多种多样：烘干法、中子仪法、γ射线透射法、电磁波法、电阻法、电容法、光电法、土壤水分传感器法等等。
其中烘干法、中子仪法、γ射线透射法、电磁波法、土壤水分传感器法已被广泛应用，而电阻法、电容法、光电法目前还未见大量地使用。
下面简单介绍一下这几种方法。
烘干法：取土样放入烘箱，烘至恒重。
此时土壤水分中的自由态水以水蒸气形式全部散失掉。
再称重量，从而获得土壤水分含量。
中子仪法：将中子源埋入待测土壤中，中子源不断发射快中子，快中子进入土壤介质与各种原子离子相碰撞，快中子损失能量，从而使其慢化。
当快中子与氢原子碰撞时，损失能量最大，更易于慢化，慢中子云密度与氢元素含量呈正比。
土壤中水分含量越高，氢就越多，使得慢中子云密度就越大，从而可以由慢中子云密度得到相应的土壤水分含量。
γ射线透射法：γ射线透射法利用放射源137Cs放射出γ线，用探头接收γ射线透过土体后的能量，与土壤水分含量换算得到。
γ射线法与中子仪法有许多相似的优点，如快速、准确，不破坏土壤结构，能连续定点监测，且γ射线比中子仪的垂直分辨率更高。
电磁波法：利用电磁波在土壤介质中传播时，其传导常数如速度的衰减取决于土壤的性质，特别是土壤中含水量和电导率。
用一对平行棒或金属线作为导体，土壤作为电介质，一对棒起波导管的作用，电磁波信号在土壤中以平面波传导，经传输线一端返到TDR接收器，分析传导速度和振幅变化，根据速度与介电常数的关系、介电常数与体积含水量之间的函数关系而得出土壤含水量。
土壤水分传感器法：分为两大类：一是直接显示方式，一是二次传感方式。
二次传感显示型，是将直接显示型传感器中的压力读数换算成水分含量。
将U型管水银指示部分换成以压阻传感器为二次传感的数字化土壤水分测量装置，即可实现数字化，直接显示传感器土壤吸力值的大小；还可运用于土壤水势的遥测。
2.水化水类型测定方法粘土水化的类型主要有表面水化和渗透水化两种，表面水化是指粘土表面水分子吸收作用引起的，其主要驱动力为表面水化能；渗透水化是指某些粘土在完成了表面水化和离子水化周围形成水化壳。
它们的测定的方法如下：2.1 表面水化水测定方法（1）测定原理：前苏联学者A．H库里契茨基测定了用不同阳离子饱和的多种粘土矿物的吸附等温线，还根据在不同相对湿度下粘土矿物的吸水量和比表面积计算了吸附水层假定厚度，并对样品进行了X射线衍射分析。
分析了大量实验结果后认为，粘土矿物的吸附水在相对湿度(P／P0)约为0．88 时有质的变化，井将这一相对湿度作为区分表面水化水和渗透水化水的特征湿度。
以下表面水化水的测定就是以此为基础的。
(2)测定方法：采用水汽吸附法测定表面水化水的量，实验步骤如下①配制K2CrO4。
饱和溶液，盛于干燥器中②将称量瓶洗净编号，在105℃下烘干直至恒重(W1)。
③在称量瓶中装入2—3g岩样(在200℃下烘干至恒重)，称量岩祥和瓶重(W2)，准确至O.001g。
④将装有样品的称量瓶置于盛有K2CrO4饱和溶液的干燥器中，打开瓶盖，在20℃下让样品吸水，吸水达平衡(一般需7d)后称重(W3)⑤倒出样品，将洗净的称量瓶放回干燥器中，恒重3 d后称重(W4)。
⑥岩样吸附的表面水化水按下式计算：2.2 渗透水化水测定方法(1)测定原理：泥页岩的膨胀不仅表现为泥页岩样品宏观体积的增加，而且还应包含向样品粒间孔隙空间的膨胀，因此膨胀水量应包含使样品宏观体积增大的水量和向粒间孔眩膨胀的水量，样品孔欧中的水有一部分没有参与膨胀，即 V tin=V0+V1+V2；式中V tin为样品嘭胀终了体积V0为样品中颗粒体积(不包含孔隙体积)，V0 =样品质量／颗粒密度；V1为膨胀液体的量(即膨胀水量)；V2为膨胀终了时充满样品孔欧但未参与膨胀的水量。
大量实验结果表明,相同质量的同一样品在不同压实度(即孔眩体积不同)下具有不同初始体积和膨胀终了体积，两者呈线性关系。
即V tin=a+bV ini 。
那么，理论上不含孔隙时样品的膨胀终了体积(V tin 0)为V tm 0=a+bV0样品膨胀前的孔隙体积(P)为P=V ini -V0样品吸水膨胀后的孔隙体积(Q)为Q=V tin—V tin o总膨胀水量包含体积增量和孔眩体积减少量，即V1=(V tin-V ini)+(P—Q)=V tm 0-V0=a +（b-1）V0即通过对V ini、V tin线性回归求出a、b，可由最后一式求出总膨胀水量，总膨胀水量减去表面水化水量，就得到渗透水化水量。
（2）测定方法：基于能准确测定样品初始高度和膨胀终了高度，并能使样品较快地达到膨胀平衡，设计了SHM泥页岩水化膨胀测试仪。
称相同质量过孔径为0.154 mm筛的泥页岩样品，在不同压实力下压制成型，分别测定样品初始高度和膨胀终了高度，对样品初始体积和膨胀终了体积进行线性回归，由最后一式计算膨胀水量。
3.吸附水含量测定粘土矿物能与水结合已为人所共知，其结合水是粘土矿物颗粒与水或水溶液相互作用的产物，具有特殊结构和复杂的物理化学特性。
结合水对土中常所出现的物理一化学过程也具有强烈的影响关系。
粘土矿物因吸附结合水会表现出某些特殊的物理化学性质而被广泛应用于许多领域。
土中结合水的多少直接影响农业土壤改良及肥效、建筑地基稳固程度、陶瓷铸造印染质量、粘土胶体性质稳定性、钻井液性能稳定性、井壁稳定性、油气层产量等。
随着粘土矿物应用范围的不断扩大，有效地预测粘土矿物与水结合后所出现的物理一化学过程，合理有效地控制和利用粘性土稠度、塑性、分散膨胀、收缩等物理化学性质及强度、变形等力学性质，实现改良土壤、增肥、地基稳固、陶瓷铸造印染质量好、粘土一水分散体性能稳定、井眼稳定、油气层保护等是目前工业、农业、建筑业等行业中的关键技术难题。
通过准确地对粘土吸附结合水的测定是解决上述问题的理论基础和技术关键，也是国内外工农业及建筑业领域目前迫切期望解决的课题。
目前测定水合粘土水分含量及存在形式有如下几种：热失重法、等温吸附法、红外光谱法、离子交换法等。
3.1热重分析法采用热天平进行热分析。
热天平与一般天平原理相同，可在受热情况下连续称重，仪器根据热失重的数量，绘出失重与温度的关系，得到热重分析的TG 曲线，自配计算机系统进行数据处理，标出样品中物质失重的数量及其温度区间。
因此，利用热重曲线可获得粘土样品中各种吸附结合水的相对含量，同时也能定性确定结合水的存在形式(类型、界限)。
3.2 等温吸附法在同一温度、不同水气平衡压下，干粘土粉将吸附水气中的水而增重，这就是吸附理论中固体自气体中的吸附结果，实验上测量的是在恒温下单位重量固体物质吸附的气体量随压力的变化关系。
固体物质吸附的气体量取决于温度、压力、固体物质类型、结构、比表面积、表面粗糙度、孔隙情况等。
可见，等温吸附法可以定量测定干粘土粉吸附水蒸气(吸附结合水)量，并确定结合水界限。
3.3 红外光谱法在分子内，不同原子对沿着联结它们的化学键在振动着。
水分子中，氢原子和氧原子就沿着联结它们的化学键振动。
这种振动分为两类，一类是氢原子和氧原子沿着键的方向振动，称为伸缩振动，频率为伸缩振动频率。
另一类是氢原子围绕氧原子来回摆动，称为弯曲振动，频率为弯曲振动频率。
在弯曲振动中键角发生变化。
如果在这两种振动中，键的偶极矩发生变化，键就吸收或放出部分能量。
如果一种辐射的频率与伸缩振动的频率相等，且与伸缩振动的方向成一角度(不是平行于伸缩振动方向)射入，辐射就能被吸收。
因此可以通过测定辐射波频率的大小，弄清楚分子中键的振动频率。
当一个水分子通过氢键与另一水分子键合时，O-H键的伸缩振动频率就有所变化。
于是，利用红外光谱可以得到有关水分子中化学键合及水分子与粘土矿物间相互作用的信息。
OH H3.4 离子交换法阳离子交换原理： Ca一蒙脱土+2NaX → CaX2+2Na一蒙脱土CaX2+2NaCl→CaC12+2NaX通过表面结合水定量测定的实验方法的建立、结合水类型确定及其界限划分、粘土自气体中的吸附转移到自液相水中的吸附研究等。
表面结合水的多少、结合水的存在形式(粘土水合状态)决定粘土颗粒的性质如表面性质、形状、粒度大小、分散聚集状态等，进而直接控制粘土分散体系的胶体性质、粘土的物理化学性质及强度、变形等力学性质和其它物质在多孔介质中的物化渗流。
