高庙子膨润土中蒙脱石碱性溶蚀的矿物学证据
高放废物地下处置库运营过程中,衬砌混凝土在地下水作用下产生的强碱性溶液,会扩散进入膨润土缓冲屏障,长期将使屏障性能发生退化.采用不同pH值的KOH溶液模拟衬砌混凝土溶出的碱性溶液,在室内进行为期一年的常温接触扩散试验,开展 X 射线荧光光谱(X-ray fluorescence spectroscopy,简称 XRF)、X 射线衍射(X-ray diffraction,简称 XRD)、扫描电镜(scanning electron microscope,简称 SEM)和能谱(energy dispersive spectrometry,简称 EDS)试验,研究强碱性溶液缓慢扩散对高庙子膨润土矿物的影响.XRF试验结果表明,当KOH溶液的pH＞12.6时,膨润土中Si元素的含量开始减少,即含Si矿物蒙脱石、石英、方石英等发生了溶解;同时,K元素含量增多,表明膨润土与碱溶液发生离子交换反应,溶液中大量的K+进入蒙脱石层间.XRD试验结果表明,在pH=12.6时,蒙脱石矿物的001峰开始右移、变宽,峰值强度大大减弱;在pH＞13时,衍射角θ整体向右偏,晶面间距由原始膨润土样的1.385 3 nm(13.853 ?)减小为1.221 0nm(12.210 ?),表明蒙脱石矿物晶层被压缩.随着KOH溶液pH值增大,膨润土中蒙脱石、石英等矿物的含量明显减少,长石类矿物的含量逐渐增加,伊利石和斜发沸石的含量也呈现略微增多的趋势.SEM试验结果表明,随着溶液pH的增大,蒙脱石部分晶层会发生重叠,进而产生部分裂隙和孔洞,加速蒙脱石的溶蚀进程.在为期一年的接触扩散试验中,pH=13.8的KOH溶液扩散深度超过7.5 mm,并且在碱溶液与膨润土接触面上观察到新生成的伊利石微晶,证实强碱性溶液会导致蒙脱石溶解及伊利石化.
膨润土、蒙脱石、KOH、pH、扩散试验、溶蚀
43
TU443(土力学、地基基础工程)
国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项
2023-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共10页
2973-2982
