化-力耦合作用下石墨烯改性GMZ膨润土的膨胀变形特性

摘要

针对作为我国高放射性废物处置库首选缓冲/回填材料的高庙子(GMZ)膨润土,通过掺入石墨烯进行物理改性以改善其膨胀性能;采用一维膨胀变形试验仪,研究不同荷载与不同NaCl浓度作用下膨润土/石墨烯混合物的膨胀变形规律;并对试验结束后的试样进行扫描电镜测试,分析化-力耦合作用下GMZ膨润土/石墨烯混合物的膨胀变形机理.研究结果表明:随着石墨烯质量分数的增加,膨润土/石墨烯混合物的膨胀变形率呈抛物线型下降,且NaCl浓度对膨胀变形率的影响也逐渐减小,石墨烯在混合物中主要起到填充和联结的作用;随着NaCl浓度增大,混合物的膨胀变形率呈指数型下降,石墨烯质量分数和上覆荷载对膨胀变形率的影响也逐渐减小;随着上覆荷载增大,混合物的膨胀变形率逐渐下降,且NaCl浓度对膨胀变形率的影响也逐渐减小,在双对数坐标系下,混合物的蒙脱石孔隙比与上覆荷载呈现良好的线性关系.