高温强碱条件下膨润土物理性能的时效性

作者：曾召田; 张瀚彬; 吕海波; 车东泽; 潘斌

来源：土木与环境工程学报中英文, 2023, 1-8.

• 膨润土
• 高温强碱条件
• 物理性能
• 时效性
• 蒙脱石溶解

在深地质处置库运营过程中，作为缓冲层材料的膨润土将长期处于高温强碱环境中，其物理性能会随时间发生劣化效应。为探讨高温强碱条件下膨润土物理性能的时效性，对MX-80膨润土粉末进行了不同时长（t=0、15、30、45、60、90 d）的高温强碱作用预处理(温度T=90℃，碱溶液浓度CNaOH=0.5 mol/L)，通过室内试验研究了MX-80膨润土的比重、比表面积和膨胀指数等物理性能指标随反应时长t的变化规律，并选择部分代表性试样进行X射线衍射（XRD）试验和热重分析（TGA）试验，从微观角度对高温强碱条件下膨润土物理性能的时效性进行解释。试验结果表明，高温强碱作用预处理后MX-80膨润土的比重、比表面积和膨胀指数在0～45 d内急剧下降，45 d后趋于稳定，90 d后三者降幅分别为13.6%、18.5%、58.1%；膨润土的主要矿物蒙脱石含量大幅减少，钠长石含量有所增加，90 d后二者变化量分别为-23.3%、+3.7%；膨润土颗粒吸附的自由水、弱结合水和强结合水的含量减少，90 d后三者含量分别减少2.84%、0.13%、0.24%；高温强碱条件下膨润土物理性能随时间发生劣化效应的根本原因在于膨润土中有效成分蒙脱石发生溶解，其含量下降导致比重、膨胀指数和比表面积降低。

• 单位
  广西岩土力学与工程重点实验室; 桂林理工大学