膨润土受热作用后的水-力性能研究

摘要

受核废料衰变热影响,处置库内缓冲层的膨润土会长期处于高温状态。经历持续高温作用后,膨润土的膨胀自愈能力能否得以保持,还没有明确的结论。利用马弗炉维持105℃恒温环境,对粉状膨润土持续加热到预定周期;然后,获得不同加热周期试样的水-力性能。结果表明,随着加热时间增长,膨润土水-力性能出现大幅衰减。借助X射线衍射仪测试发现持续加热90d其晶面间距缩合,出现了硅质氧化物胶结,导致颗(团)粒集聚。其红外光谱和热重特征表明,持续加热作用脱去了蒙脱石层间离子水合水,引起部分Na、Mg离子随水分蒸发而逃逸,两者共同作用导致蒙脱石颗(团)粒发生缩合作用。通过观察其扫描电镜图片也能发现,经过90d持续加热后,蒙脱石颗(团)粒表面不再层次分明,而是紧密地相互搭接,发生了显著的缩合行为。粒度分布特征进一步证实,膨润土经历90d加热后,即使浸泡28d,其颗(团)粒依然未被分散,可初步推断上述缩合行为不可逆。