膨润土性能温度效应研究进展.pdf

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1、第28卷第2期世界核地质科学Vo1．28，No．22011年6月WorldNuclearGeoscienceJun．2011DOh10．39690．issn．1672-0636．2011．02．007膨润土性能温度效应研究进展李亚伟，郭永海，王驹(核工业北京地质研究院，中核高放废物地质处置评价技术重点实验室，北京100029)[摘要]通过文献调研、资料总结和分析，阐述了温度对膨润土诸多性状的影响。膨润土中孔隙水的化学成分因温度变化而发生改变，温度的增加使膨润土中内水、外水的含量发生改变，从而影响土的水合力大小。以OPHELIE膨润土实

2、验为例，介绍了温度对膨润土内部孔隙大小的影响。此外，还对目前膨润土持水能力与膨胀力的温度效应进行了阐述。[关键词]高放废物；膨润土；温度[中图分类号]P619．25+5；TL942[文献标志码]A[文章编号]1672—0636(2011)02—0099—05ProgressinthestudyoftemperatureefectsoncompactedbentoniteLIYa—wei，GUOYong—hai，WANGJu(CNNCKeyLaboratoryonGeologicalDisposalofHigh—levelRadioac

3、tiveWaste，BeijingResearchInstituteofUraniumGeology，Beijing100029，China)Abstract：Thediscussioniscommencedbydescribingtheaspectsrelatedtothecompactedbentonitethatareinfluencedbytemperaturechange．Temperatureeffectsthechemistryofporewaterofbentonite．Thehydrationforcechanges

4、aseffectsofthetemperatureonthecontentofinternalwaterandexternalwater．TemperatureeffectontheporesizeofbentoniteisintroducedbytheOPHELIEexperiment．Andthetemperatureeffectsonthewaterretentionandswellingbehaviorofcompactedbentonitearedescribedwithpreviousinvestigations．Keyw

5、orks：high—levelradioactivewaste；bentonite；temperature在高放废物地质处置库概念设计中，人同时会释放热量，在热、水和应力的耦合作工隔离屏障是一个重要组成部分。从高放废用下，膨润土性能将发生复杂的变化。例如，物的性质及处置库所处环境等方面综合考虑，当膨润土吸收、处置围岩中的地下水时将发作为人工隔离屏障层的缓冲回填材料需满足生膨胀，在热、水和应力的耦合作用下，膨长期稳定性、膨胀性、低渗透性和核素迁移润土的性能将发生复杂的物理、化学变化，的阻滞性等条件，由于膨润土具备上述特性：其结果将导致其

6、核素迁移阻滞性能的变化。许多国家将其选为高放废物地质处置库人工为了揭示工程屏障系统的功能、性状和行为，屏障的缓冲材料，并开展了相关实验和模拟开展膨润土材料的水、力及化学特征的热效研究引。应研究就显得十分重要。因此，国内、外与被处置的高放废物在发生放射性衰变的高放废物处置相关的研究机构对此都开展了[收稿日期]2011-03—25；[修回151期]2011-03—31[作者简介]李亚伟(1982一)，男，湖北监利人，博士研究生，主要从事高放废物地质处置工作。E—mail：yaweil@yahoo．ca_100世界核地质科学第28卷大量的实

7、验和模拟研究。本文在总结前人研一一丽u㈩究成果基础上，分析了温度对膨润土材料固有属性、持水性能和膨胀性能等方面的影响，式中：s广_一总吸力，kPa；R——通用气体常希望为该领域今后的研究提供借鉴。数(即8．31432J／tool·K)；卜绝对温度，℃；广水蒸气的克分子量(即18．016g／mo1)；1温度对膨润土孔隙水化学特征的影响JD广水的质量密度，km；RH——相对湿膨润土的水、力学性质受吸力影响很大。度，％。土中吸力(或总吸力)一般定义为土中水的自膨润土孔隙水中的主要离子是Na、Ca2、由能状，可通过土中水的蒸气压来测量H]。膨

8、nd、K和HCO3一、CI一、S042一等。Pitzer等润土中的孔隙水通常都含有溶解的盐分。孔(1984)、Dow(2003)和Archer(1999)分别隙水含盐量的大小会对膨润土吸力造成影响，计算过NaC1、CaC