Nano-SiO2和Nano-CaO协同调控膨润土胀-缩行为研究

摘要：

膨润土是用于回填核废料存储库中缓冲层的首选材料.其中,膨胀性是其主要的评价参数之一.膨润土膨胀性太弱,可能导致密实性不够而引起防渗失效;膨胀性太强,则又可能对周边围岩和金属罐产生挤压损伤.选择纳米氧化硅(Nano-SiO2)和纳米氧化钙(Nano-CaO)作为添加剂调控膨润土的胀缩性,发现限制膨胀条件下,添加4％纳米氧化钙和6％纳米氧化硅后,回弹变形率保持在18.2％,但收缩量由21.0％下降到7.2％,说明纳米氧化物既可调控膨润土的膨胀潜势,还可大幅抑制其失水收缩.通过压汞和核磁共振方法,获得不同状态下膨润土混合物试样的孔隙分布特征,发现纳米氧化硅充填了大孔隙,且吸水膨胀后小孔隙因膨润土的“自愈”能力而闭合,从而保证纳米氧化物联合调控下的孔隙度维持在45.4％(纯膨润土为43.6％);同时,通过扫描电镜试验,获得了纳米氧化物与黏土水化后的微观形貌,发现黏土矿物团(颗)粒间生成了针状的胶结质.以此为基础,构建有(无)约束作用下,压实膨润土混合物的胀缩过程概念模型,阐述了纳米氧化硅和纳米氧化钙联合调控膨润土胀缩性的机制.

关键词：膨润土、膨胀、收缩、纳米氧化钙、纳米氧化硅

所属期刊栏目：33

分类号：TU43(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51579137;中央财政支持地方高校发展专项项目8008105

在线出版日期：2019-01-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：919-928