【摘要】：與單一膨潤土相比,集成回填材料(新疆沸石與新疆膨潤土混合物、安徽凹凸棒石與新疆膨潤土混合物)能夠提高防滲阻隔能力、熱傳導(dǎo)能力等,本文主要研究初始含水率、壓制載荷、干密度、膨潤土含量等因素對集成回填材料的膨脹率及膨脹力的影響。試驗結(jié)果表明,初始含水量對集成回填材料的最終膨脹率和膨脹力影響不大,試樣加水后體積迅速膨脹,2000 min后體積增長速度緩慢,直至體積保持不變。同等情況下,壓制荷載為20 MPa比10 MPa時最終膨脹率和膨脹力大,說明壓制載荷對集成回填材料的膨脹性能有所影響;在同一含水率、同一壓制載荷20 MPa條件下,最終膨脹率和膨脹力隨干密度的增大而增大,這是因為干密度越大,混合物間的顆粒聯(lián)系越緊密,當(dāng)遇水膨脹后對膨脹儀的反作用也大。最后還得出復(fù)合礦物中膨潤土含量占集成回填材料的比例越大,其膨脹率和膨脹力越大。同等比例下,由于沸石為非粘土礦物,而凹凸棒石為粘土礦物并含有部分蒙脫石礦物對復(fù)合礦物的膨脹性能有所貢獻,因此添加凹凸棒石比沸石更容易得到膨脹性能較好的集成回填材料。然而在實際工程中采用集成回填材料時還要綜合考慮影響其它工程性能和阻滯性能的因素,選擇適合的集成回填材料配比及工程參數(shù)為將來高放深地質(zhì)處理核廢物打好堅實的基礎(chǔ)。
【圖文】：

ǎ囡市砼蛘吐什淮笥?.01mm，記錄施加的荷載。膨脹力按下式計算:Pe=w×10A(3)式中:Pe—膨脹力(kPa);w—施加在試樣上的總平衡荷載(N);A—試樣面積(cm2)。2試驗結(jié)果與討論2.1樣品在無荷載條件下的膨脹率2.1．1膨潤土含量對膨脹率的影響對集成復(fù)合礦物ZB和AB分別按不同比例配合。復(fù)合礦物品按最優(yōu)含水率制備，擊實儀擊實完后用環(huán)刀取樣迅速放入膨脹儀中，調(diào)整表的初始讀數(shù);然后緩慢注入蒸餾水，讀取不同時間表的讀數(shù)，直到試樣不再膨脹為止。不同比例ZB、AB膨脹率與時間關(guān)系曲線見圖1，由圖1可知，不同比例樣品在無荷載條件下膨脹率差別很大�？傮w的規(guī)律是膨潤土含量越高其膨脹率越大，試樣加水后體積迅速膨脹，1500min后體積增長速度緩慢，直至體積保持不變含。同等比例條件下復(fù)合礦物ZB比AB的最大膨脹率小，尤其是同等比例下A5B5比Z5B5膨脹率大10%，說明膨脹率與礦物組成中凹凸棒石、沸石比例有密切關(guān)系�？偟膩碚fAB(凹凸棒石+膨潤土)的膨脹率特性好于ZB(沸石+膨潤土)，主要是因為沸石非粘土礦物，幾乎沒有膨脹性能，而凹凸棒石為粘土礦物并含有部分蒙脫石礦物對復(fù)合礦物的膨脹率有所貢獻。a不同比例ZB膨脹率b不同比例AB膨脹率圖1膨脹率與時間關(guān)系曲線Fig．1Thecurverelationhipbetweenswellingscapacityandtime2.1．2初始含水率和壓制載荷對膨脹率的影響采用自制壓實模具，直徑為61.8mm，高為150mm，對A2B8分別預(yù)制干密度約為1.7g/cm3，不同的含水率在萬能壓力機壓實，豎向荷載分別為10MPa和20MPa，由于壓實速度對試樣最終密度無顯著影響［6－7］，本研究以加載速率為1.0mm，最后用環(huán)刀取樣進行在無荷載作用下的測出試樣的膨脹率，結(jié)果見圖2。·62·

第4期范香等:集成回填材料的膨脹性能研究圖2A2B8最終膨脹率－初始含水率Fig．2Finalswellingrate-initialwaterofA2B8由圖2可以看出初始含水率對最終膨脹率影響不大，這與FEBEX膨潤土含量為100%，干密度ρd為1.5g/cm3，豎向荷載(0.1，0.15，1.0，3.0)MPa的條件下［9］，在蒸餾水中達(dá)到完全飽和時，試樣最終膨脹變形隨初始含水量的變化圖一致。結(jié)果表明，初始含水量對最終膨脹率影響不大，尤其是在較大荷載時，初始含水量對最終膨脹率基本沒有影響。但實驗開始時含水率為25%比15%的膨脹率增長的快，這是因為一開始試樣未飽和需要吸水，達(dá)到飽和時膨脹率才明顯體現(xiàn)出來。此外，，由圖2可以看出，制樣時的壓制荷載為20MPa比10MPa下最終膨脹率大，說明壓制載荷對混合物的膨脹率有一定影響。2.1．3干密度對最終膨脹率的影響采用自制壓實模具，對凹凸棒礦物A2B8分別預(yù)制不同干密度，含水率為15%左右時壓實成所需的干密度。無荷載作用下的膨脹率，發(fā)現(xiàn)隨著干密度的增大最終膨脹率逐漸增大，見圖3。結(jié)果顯示與MatsuokaH［10］膨潤土含量100%時，在初始含水量61.8%，豎直壓力4.112MPa條件下的膨脹試驗，在相同壓力下，最終膨脹率隨干密度的增大而增大。2.2樣品在有荷載作用下的膨脹力2.2．1初始含水率和壓制載荷對膨脹力的影響采用自制壓實模具，進行A2B8分別預(yù)制干密度約1.7g/cm3，不同的含水率在萬能壓力機壓實，豎向荷載分別為10MPa和20MPa，本研究以加載速率為1.0mm/s，最后用環(huán)刀取樣進行在無荷載作用下的膨脹力，結(jié)果見圖4。圖3不同干密度A2B8膨脹率與時間曲線Fig．3ThecurverelationshipbetweensweelingofdifferentdensityofA2B8andtime從圖4看出，在同?
【作者單位】： 西南財經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院;四川仁智石化科技有限責(zé)任公司;西南科技大學(xué);
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(A3120080126)資助
【分類號】：TB303


本文編號：2534830