高温及碱性条件对高庙子钠基膨润土膨胀力的影响

为研究长期强碱-热作用下高庙子钠基膨润土膨胀力的劣化效应,针对内蒙古兴和县高庙子钠基膨润土,设计了24组试验,试验条件为:NaOH浓度为0.5mol/L,碱-热温度为25、90、150、210℃,时长为2、4、6、8、10、12个月。对碱-热处理后的膨润土进行X射线衍射(XRD)试验,采用自制膨胀仪对初始干密度为1.7 g/cm^(3)的膨润土试样进行恒体积膨胀力试验,渗透介质为蒸馏水,结果表明:(1)随着碱-热时长及温度的提高,蒙脱石含量、最大膨胀力和水化反应时长均减小;(2)径向与竖向最大膨胀力的比值为0.5左右,与碱-热条件无关;(3)基于膨胀力损伤因子和老化时长缩减因子建立膨胀力随时间演化的调动函数,该模型较好地预测了各碱-热环境下膨胀力时程曲线;(4)损伤增量由碱-热温度或时长下的损伤速率决定,温度会促进膨胀力劣化效应。

盐溶液对高庙子钠基膨润土膨胀性能的影响

内蒙古高庙子钠基膨润土被确定为我国高放核废物深地质处置库的缓冲回填材料,为研究其在化学屏障方面的表现,对在NaCl,KCl,CaCl_2,MgCl_24种浓度均为0.5 mol/L的盐溶液及蒸馏水入渗下的内蒙古高庙子钠基膨润土试样进行了自由膨胀率及膨胀力试验。结果表明:膨润土试样的竖向膨胀力大于其径向膨胀力,且在初始阶段膨润土膨胀力发展迅速,一段时间后增长减缓并趋于稳定;盐溶液作用下的膨润土膨胀性能发生了衰减,且不同盐溶液(即不同金属阳离子)对膨润土膨胀性能有着显著不同的影响;膨润土的自由膨胀率与其膨胀力成正相关,即自由膨胀率越大,则相应的膨胀力也越大,Na^+,K^+对高庙子钠基膨润土膨胀性能的削弱作用均要强于Ca^(2+),Mg^(2+),即在研究范围内,低价阳离子对高庙子钠基膨润土膨胀性能的影响要大于高价阳离子;膨润土径向膨胀力与竖向膨胀力的比值为0.6左右,且该比值与入渗液的种类无关。研究结果可为高庙子钠基膨润土化学屏障性能的判定提供依据。

膨润土双向膨胀应力测量仪应用于土力学实验教学

自主研制了一种采用侧向和轴向受限实验方法测量膨润土膨胀应力的实验装置,得到了其在恒体积下的轴向和径向膨胀应力,提供了一种可以同时考虑温度、方向性条件影响下的膨润土膨胀力测定的实验装置,填补了土力学实验教学中的空白。实验验证了该装置的适用性和可靠性,便于实验操作。在以往装置的基础上通过分析获取了渗流作用和热环境条件下膨润土的膨胀力发展规律。该装置丰富了实验教学内容,完善了知识框架体系,是对土力学课程内容的拓展补充,有利于培养学生的动手实践能力。