强碱性溶液扩散对高庙子膨润土的化学腐蚀

摘要：

高放废物地下处置库中,地下水腐蚀衬砌混凝土析出的强碱性溶液,会扩散进入膨润土缓冲屏障内部,引起屏障性能的退化.设计专门的扩散试验单元,模拟KOH强碱性溶液在压实高庙子膨润土试样内部的扩散过程,研究辐射升温条件下膨润土中蒙脱石矿物含量及微结构变化,为我国高庙子膨润土缓冲屏障长期性能评价提供依据.设计24组正交试验,对初始干密度为1.80 g/cm3的压实膨润土开展KOH扩散试验,工况组合条件为:pH值为12.6,13.0和13.5,环境温度T为30℃和60℃,反应时间t为7,14,21和28 d.扩散试验终结之后对试样开展X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)试验.试验结果证实,高庙子膨润土中蒙脱石矿物溶解损失,与溶液pH值和试验温度的升高成正相关关系,显著溶解发生在接触带2mm以内,最严重的情形下蒙脱石含量从初始的44.4％减少到25.9％.蒙脱石矿物的溶失可能与蒙脱石水化产生的羽翼状胶体的溶解有关.碱溶液对膨润土结构的损伤程度随扩散深度减缓,表观孔隙率逐渐降低.接触界面上肉眼观察到腐蚀裂隙;接触带0～4 mm范围内,膨润土团聚体结构遭受一定的破坏;大于4 mm的范围,微结构形态基本保持不变.关于高庙子膨润土缓冲屏障长期性能的化学演化,今后应关注溶液化学性质、水力条件及固液反应时间等因素的影响.

关键词：土力学、膨润土、蒙脱石、碱溶液、溶解、X射线衍射、扫描电镜

所属期刊栏目：39

分类号：TU443(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金41972265

在线出版日期：2020-05-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：166-176