Temporalidade das propriedades físicas do bentonito sob condições de alta temperatura e alta alcalinidade

ZENG Zhaotian ,  

ZHANG Hanbin ,  

LV Haibo ,  

CHE Dongze ,  

PAN Bin ,  

摘要

Durante a operação do repositório geológico profundo, o bentonito, como material de camada amortecedora, estará exposto a longo prazo a um ambiente de alta temperatura e alta alcalinidade, e suas propriedades físicas sofrerão efeitos de degradação ao longo do tempo. Para investigar a temporalidade das propriedades físicas do bentonito sob condições de alta temperatura e alta alcalinidade, o pó de bentonito MX-80 foi submetido a pré-tratamento alcalino em alta temperatura por diferentes durações (t=0, 15, 30, 45, 60, 90 dias) (temperatura T=90 ℃, concentração da solução alcalina C_NaOH=0,5 mol/L). Por meio de testes laboratoriais, estudaram-se as variações da gravidade específica, área superficial específica e índice de expansão do bentonito MX-80 em função do tempo de reação t, e foram realizados testes de difração de raios X (XRD) e análise termogravimétrica (TGA) em amostras representativas para explicar a temporalidade das propriedades físicas do bentonito sob condições de alta temperatura e alta alcalinidade em nível microscópico. Os resultados mostram que, após o pré-tratamento alcalino em alta temperatura, a gravidade específica, a área superficial específica e o índice de expansão do bentonito MX-80 diminuíram rapidamente entre 0 e 45 dias, estabilizando-se após 45 dias; após 90 dias, as reduções foram de 13,6%, 18,5% e 58,1%, respectivamente; o conteúdo do principal mineral montmorilonita no bentonito diminuiu significativamente, enquanto o conteúdo de feldspato sódico aumentou ligeiramente, com variações de -23,3% e +3,7% após 90 dias, respectivamente; o conteúdo de água livre, água fracamente ligada e água fortemente ligada adsorvidas pelas partículas de bentonito reduziu-se em 2,84%, 0,13% e 0,24%, respectivamente, após 90 dias; a causa fundamental da degradação das propriedades físicas do bentonito sob condições de alta temperatura e alta alcalinidade ao longo do tempo é a dissolução da montmorilonita, componente ativo do bentonito, cuja redução leva à diminuição da gravidade específica, índice de expansão e área superficial específica.

关键词

bentonito; condições de alta temperatura e alta alcalinidade; propriedades físicas; temporalidade; dissolução da montmorilonita

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