含盐水溶液作用下膨润土膨胀性能衰减机理

摘要

深层地质核废料处置库中,含盐地下水入渗与膨润土发生化学反应会导致膨润土性能衰减,进而影响处置库功能。对高庙子钠基(GMZ01)膨润土分别与3种氯盐溶液(NaCl、CaCl_(2)、MgCl_(2))和碱性NaCl溶液混合后的试样进行膨胀变形试验、X射线衍射测试(XRD)、阳离子交换含量测试,研究阳离子不同的氯盐溶液和碱性溶液对GMZ01膨润土的膨胀衰减微观作用机理。结果发现:与氯盐溶液混合试样中,二价阳离子(Ca^(2+)、Mg^(2+))与蒙脱石间的离子交换反应占主导地位,生成Ca基或Mg基蒙脱石,引起膨润土的膨胀性能衰减;与碱性NaCl溶液混合后,蒙脱石在碱液溶蚀作用下,其含量逐渐降低并生成非膨胀性矿物,导致膨润土的膨胀性能衰减。