Während des Betriebs eines Tiefengeologischen Endlagers wird das als Pufferlagermaterial verwendete Bentonit langfristig hohen Temperaturen und stark alkalischen Bedingungen ausgesetzt sein, wodurch seine physikalischen Eigenschaften im Laufe der Zeit degradieren. Um die Alterung der physikalischen Eigenschaften von Bentonit unter Hochtemperatur- und stark alkalischen Bedingungen zu untersuchen, wurde Bentonitpulver MX-80 unterschiedlichen Vorbehandlungsdauern (t=0, 15, 30, 45, 60, 90 Tage) bei hoher Temperatur und stark alkalischer Wirkung (Temperatur T=90 ℃, Konzentration der alkalischen Lösung C_NaOH=0,5 mol/L) ausgesetzt. In Laborversuchen wurden die Veränderungen der physikalischen Eigenschaften wie Dichte, spezifische Oberfläche und Expansionsindex von MX-80 Bentonit in Abhängigkeit von der Reaktionsdauer t untersucht. Zusätzlich wurden einige repräsentative Proben für Röntgenbeugungsanalysen (XRD) und thermogravimetrische Analysen (TGA) ausgewählt, um die Alterung der physikalischen Eigenschaften des Bentonits unter Mikroebene zu erklären. Die Ergebnisse zeigen, dass nach der Hochtemperatur- und stark alkalischen Vorbehandlung die Dichte, spezifische Oberfläche und der Expansionsindex des MX-80 Bentonits innerhalb von 0~45 Tagen stark abnahmen und sich nach 45 Tagen stabilisierten. Nach 90 Tagen betrugen die Rückgänge 13,6 %, 18,5 % bzw. 58,1 %. Der Gehalt des Hauptminerals Montmorillonit nahm erheblich ab, während sich der Gehalt von Natriumfeldspat erhöhte, mit Änderungen von -23,3 % bzw. +3,7 % nach 90 Tagen. Der Gehalt an freiem Wasser, schwach gebundenem Wasser und stark gebundenem Wasser, das von den Bentonitpartikeln adsorbiert wurde, verringerte sich um 2,84 %, 0,13 % bzw. 0,24 % nach 90 Tagen. Der grundlegende Grund für die Alterung der physikalischen Eigenschaften von Bentonit unter Hochtemperatur- und stark alkalischen Bedingungen ist die Auflösung des wirksamen Bestandteils Montmorillonit im Bentonit, wodurch Dichte, Expansionsindex und spezifische Oberfläche abnehmen.

Bentonit; Hochtemperatur; stark alkalische Bedingungen; physikalische Eigenschaften; Alterung; Montmorillonitauflösung