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?密實(shí)砂一膨潤土混合物膨脹特性的試驗(yàn)研究

文章來源:本站 發(fā)布時間:2016-05-24

密實(shí)砂一膨潤土混合物作為高放廢料地質(zhì)處置的緩沖材料,朝陽膨潤土干燥劑人們越來越關(guān)心它的性質(zhì)。通過大量的試驗(yàn),研究了密實(shí)砂一膨潤土曲膨脹特性,闡明了其膨脹過程和方孟,得出了一些有意義的結(jié)論。

目前世界上許多國家正在計劃將高水平放射性廢料作地質(zhì)處置。高放廢料的地質(zhì)處置的概念是:選擇巖體完整性較好地層,在距地面500~1000m深的巖層中建造地下核廢料存貯庫,將封裝有高放廢料的金屬罐放置在存貯庫中,然后在金屬罐和圍巖之間填充密實(shí)的砂.膨潤土混合物作緩沖材料。緩沖材料的作用是:(1)作為金屬罐的保護(hù)層,延長金屬罐的壽命,這要求緩沖材料具有非常低的滲透系數(shù);(2)減慢地下水在貯存庫區(qū)域內(nèi)的滲透速度,在貯存罐被腐蝕穿孔后,延緩放射性核素隨地下水的滲流而擴(kuò)散;(3)吸附放射性核素,這要求緩沖材料有較強(qiáng)的離子交換能力以及適當(dāng)?shù)某跏嘉疥栯x子;(4)散熱作用,將放射性核素衰變的熱量傳導(dǎo)到圍巖中去;(5)當(dāng)圍巖出現(xiàn)裂隙時,吸水膨脹,封堵裂隙,這就要求緩沖材料有良好的膨脹性。

由于密實(shí)砂一膨潤土混合物的低滲透性、較強(qiáng)的離子吸咐能力和陽離子交換能力及高膨脹性,在加拿大、日本、瑞典等國家都有將其作為緩沖材料的報導(dǎo)。我國近兩年也開始研究其性質(zhì),為設(shè)計高放廢料貯存庫作基礎(chǔ)性的工作。由于在核廢料貯存期問,貯存庫的圍巖有可能發(fā)生開裂,因而緩沖材料必需具有膨脹性,然而對于作為緩沖材料的密實(shí)砂.膨脹土混合物的膨脹特性的研究還很少,本文通過一維有荷膨脹率試驗(yàn)和膨脹力試驗(yàn)對密實(shí)膨潤土的膨脹性能進(jìn)行了初步的研究。

密實(shí)砂-膨潤土混合物的膨脹率和膨脹力發(fā)展曲線;膨脹土的膨脹是由親水礦物的水化引起的,最大膨脹率和膨脹力與含水量無關(guān);引入蒙脫石的膨脹率概念后,建立了一維有荷膨脹軸向力和蒙脫石膨脹率的函數(shù)關(guān)系,函數(shù)表明當(dāng)緩沖材料出現(xiàn)應(yīng)力自由面時會發(fā)生巨大的膨脹。

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