2025年氯化钙行业趋势分析：氯化钙行业突破红黏土改良新领域

  在2025年，氯化钙行业展现出多元发展态势，尤其是在土木工程材料改良方面。随着建筑行业对特殊地质条件下土壤改良需求的增加，氯化钙凭借其独特的化学性质，在红黏土改良领域逐渐崭露头角。红黏土作为一种在我国南方广泛分布的特殊土壤，具有高液限含水量、高分散性以及受干湿循环影响易开裂等特性，给工程建设带来诸多挑战。而氯化钙因其吸湿能力强、价格低廉且环境友好等优点，成为改良红黏土的潜在优质材料，相关研究与应用不断拓展，这也促使氯化钙行业在该领域的市场规模逐步扩大。

  一、红黏土特性与改良背景

  红黏土在我国南方省份如广西、云南、贵州、四川等地广泛分布。其具有高土体强度、低土体压缩性、高土体孔隙比、高液限含水量(如本文研究的桂林红黏土液限达 75.9%)、高土体分散性等特点。同时，受干湿循环作用，土体干缩开裂显著。许多工程实例表明，以红黏土作为基础的路基边坡等构筑物，降雨时雨水沿土体表面裂隙向纵深扩展侵蚀土体，致使开裂发育更显著，破坏土体结构，引发工程事故，造成巨大经济损失。针对红黏土的特点，此前已有多种改良研究，但在改善红黏土持水性能方面探讨较少。而氯化钙作为常用干燥剂，吸湿性强，具备优秀的持水性能，为红黏土改良提供了新方向。

  二、试验材料与方案

  (一)试验材料

  本次试验所用红黏土取自广西桂林市临桂区某在建建筑工地地表下 3 - 5 m 处，土样呈棕红色，天然含水率较高。其具体物理性质指标为：液限 75.9%、塑限 28.2%、塑性指数 47.8、最大干密度 1.56 g・cm -3、最优含水率 27%、比重 2.73。试验用的氯化钙添加剂为分析纯级别，白色颗粒状，含量≥96%，pH(50g・L -1，25℃)在 8.0 - 10.0 之间。试验用水均为蒸馏水。

  (二)试验方案

  界限含水率试验：由于界限含水率试验试样土体含水率处于变动状态，使用 100 g・L -1 氯化钙溶液进行试验。取室温下自然风干的桂林红黏土土样 250g，木锤碾碎过 0.5 mm 筛，用蒸馏水配置试样，在搪瓷平板托盘中调配成均匀膏状，放置于调土皿中浸润过夜;同样方式用 100 g・L -1 氯化钙溶液调配土样。

  直剪试验：取室温自然风干的桂林红黏土土样，木锤碾碎过 2mm 筛，置于 100 - 110℃烘箱内烘干 8h，冷却至室温后制备两组直剪试样。一组按红黏土土体最优含水率 27% 加水配置红黏土素土土样;另一组将 10%(氯化钙与风干红黏土的土体质量比)的氯化钙以溶液形式掺加到红黏土中，再按最优含水率 27% 加水制备土样。两组土样搅拌均匀后密封静置 24h。采用压样法制样，在真空缸内抽气 2h 后，在蒸馏水中浸泡 12h 使其饱和后进行直剪。对每组红黏土素土、氯化钙 - 红黏土进行垂直压力 100、200、300、400kPa 的不固结不排水快速剪切试验，剪切速率设为 0.8mm・min -1，直至试样土体破坏。

  干化试验：本次红黏土干化试验温度控制在 25℃，由高低温交变湿热试验箱完成。配置 150% 含水率的红黏土素土泥浆试样 3 个(直径 85mm)与添加 10% 土体质量比例氯化钙的氯化钙 - 红黏土泥浆样 3 个(直径 85mm)，将试样置于 25℃恒温箱中，定时用高清摄像设备拍照并称量试样质量。

  三、氯化钙对红黏土液塑限及力学性质影响

  (一)对红黏土界限含水率的影响

  向桂林红黏土中添加干土土体质量比例为 10% 的分析纯无水氯化钙后，通过液塑限联合测定仪测定发现，红黏土的液限含水量从 75.9% 降低至 72.2%，塑限含水量从 28.2% 增加至 29.3%，塑性指数从 47.8 降至 42.9。当氯化钙以溶液形式均匀添加至红黏土中时，红黏土颗粒表面的负电荷吸引孔隙水中的 Ca²⁺，致使黏土颗粒表面四周的双电层被压缩，扩散层结合水膜厚度减小，红黏土土颗粒持水能力减弱，液限含水量降低。同时，土体孔隙溶液中的氯化钙与空气接触面积相对较大，与空气中二氧化碳反应生成微小碳酸钙晶体，增加了黏粒含量并在土颗粒间产生联结，提高了土体可塑性，使得塑限含水量略微提高，总体表现为塑性指数降低。

  (二)对红黏土力学性质的影响

  对红黏土素土、氯化钙 - 红黏土进行不固结不排水直接剪切试验。按相关标准要求，对红黏土素土试样(1 - 3 号试样)、氯化钙 - 红黏土试样(4 - 6 号试样)分别施加垂直压力 100、200、300、400kPa 进行快速剪切试验，剪切速率 0.8mm・min -1 直至土体破坏。结果表明，桂林红黏土的抗剪强度随垂直压力增加而增大，加入 10% 分析纯氯化钙后抗剪强度减小。从抗剪强度指标看，掺加氯化钙后红黏土黏聚力整体呈增大趋势，内摩擦角呈减小趋势。从氧化铁胶结角度分析，以溶液形式加入的氯化钙呈弱碱性，在碱性条件下无定形铁溶解度很低，黏土土体中晶态氧化铁形成受阻，导致黏土颗粒之间结构联结点的骨架支撑处胶结能力弱化，土体力学性能下降。且部分 SiO₂在碱性条件下反应，破坏了胶体间的桥架结构，红黏土土体中主要胶结作用的铁铝氧化物胶体被钙离子不完全交换，损坏了土颗粒间的紧密结构。

  四、氯化钙对红黏土持水性能影响

  (一)红黏土干化试验结果

  对红黏土素土、氯化钙 - 红黏土进行土体干化试验。结果显示，在 25℃环境中，当试验进行到 51h 时，红黏土素土试样首次出现裂隙;而氯化钙 - 红黏土试样在 53h 时首次出现裂隙。在 51h 时，红黏土素土试样含水率较氯化钙 - 红黏土试样大幅度下降。干化试验结束时，红黏土素土试样含水率均值为 6.06%，氯化钙 - 红黏土试样含水率均值为 20.36%，较红黏土素土试样提高 14.30%。这表明氯化钙的加入提升了红黏土的持水性能。

  (二)持水性能提升机理

  《2025-2030年全球及中国氯化钙行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出，氯化钙性质稳定，吸湿性能良好，能吸收潮湿空气中的水分，无水氯化钙吸湿量可达 80%，且需在 260℃以上才能完全脱水。在 25℃环境中，无水氯化钙与水反应产物主要为 CaCl₂・6H₂O。CaCl₂・6H₂O 是一种无机水合盐类固液相变材料，具有大于纯水的潜热与比热容，其溶液蒸发速率小于纯水。红黏土因失水收缩产生开裂破坏比一般黏土更明显，由于水分蒸发，土体从饱和到非饱和状态，土颗粒间产生水 - 气 - 粒三界面，出现基质吸力，当张拉应力大于抗拉强度时土体出现裂隙，裂隙又加速水分迁移散失。而当红黏土中添加氯化钙时，因其溶液比热容大于纯水及自身吸水能力，使得氯化钙 - 红黏土中水分蒸发速率低于红黏土素土，水分蒸发速率降低提高了相同时间内红黏土土体的含水率，延长了土体裂隙产生时间并减慢裂隙产生速度，进而提高了氯化钙 - 红黏土的持水能力。

  总结

  通过一系列试验研究发现，氯化钙对红黏土有着多方面影响。在界限含水率方面，加入氯化钙致使桂林红黏土液限含水量降低、塑限含水量略微增加，总体塑性指数降低。在持水性能上，在低于 29℃的温度环境中，氯化钙 - 红黏土试样持水性能强于红黏土素土试样。在力学性质方面，氯化钙的加入减弱了红黏土土颗粒间的胶结力和化学键作用力，改变了红黏土结构，导致其力学性质减弱。这些研究成果为氯化钙在红黏土改良领域的应用提供了重要的数据与理论参考，也为2025年氯化钙行业在土木工程领域的拓展提供了有力支撑，后续可进一步深入研究氯化钙与红黏土相互作用的长期稳定性以及在不同复杂工程环境下的应用效果。

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