發(fā)布時(shí)間：2019-09-12 02:12

【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(duì)集成回填材料的膨脹率及膨脹力的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,初始含水量對(duì)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(shí)最終膨脹率和膨脹力大,說明壓制載荷對(duì)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?yàn)楦擅芏仍酱?混合物間的顆粒聯(lián)系越緊密,當(dāng)遇水膨脹后對(duì)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(duì)復(fù)合礦物的膨脹性能有所貢獻(xiàn),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(shí)際工程中采用集成回填材料時(shí)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(jiān)實(shí)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(jì)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(yàn)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(duì)膨脹率的影響對(duì)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(shí)儀擊實(shí)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(shí)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(shí)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?yàn)榉惺钦惩恋V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(duì)復(fù)合礦物的膨脹率有所貢獻(xiàn)。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(shí)間關(guān)系曲線Fig．1Thecurverelationhipbetweenswellingscapacityandtime2.1．2初始含水率和壓制載荷對(duì)膨脹率的影響采用自制壓實(shí)模具，直徑為61.8mm，高為150mm，對(duì)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(jī)壓實(shí)，豎向荷載分別為10MPa和20MPa，由于壓實(shí)速度對(duì)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(jìn)行在無荷載作用下的測(cè)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(duì)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(shí)，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(duì)最終膨脹率影響不大，尤其是在較大荷載時(shí)，初始含水量對(duì)最終膨脹率基本沒有影響。但實(shí)驗(yàn)開始時(shí)含水率為25%比15%的膨脹率增長的快，這是因?yàn)橐婚_始試樣未飽和需要吸水，達(dá)到飽和時(shí)膨脹率才明顯體現(xiàn)出來。此外，，由圖2可以看出，制樣時(shí)的壓制荷載為20MPa比10MPa下最終膨脹率大，說明壓制載荷對(duì)混合物的膨脹率有一定影響。2.1．3干密度對(duì)最終膨脹率的影響采用自制壓實(shí)模具，對(duì)凹凸棒礦物A2B8分別預(yù)制不同干密度，含水率為15%左右時(shí)壓實(shí)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(shí)，在初始含水量61.8%，豎直壓力4.112MPa條件下的膨脹試驗(yàn)，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(duì)膨脹力的影響采用自制壓實(shí)模具，進(jìn)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(jī)壓實(shí)，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(jìn)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(shí)間曲線Fig．3ThecurverelationshipbetweensweelingofdifferentdensityofA2B8andtime從圖4看出，在同?
【作者單位】： 西南財(cái)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(xiàng)目(A3120080126)資助
【分類號(hào)】：TB303


本文編號(hào)：2534830