В процессе эксплуатации глубокого геологического хранилища бентонит в качестве материала буферного слоя будет долгое время находиться в условиях высокой температуры и сильной щелочи, в результате чего его физические свойства со временем ухудшаются. Для изучения старения физических свойств бентонита при высоких температурах и высокой щелочности порошок бентонита MX-80 подвергали высокотемпературной щелочной предварительной обработке с разной длительностью (t=0, 15, 30, 45, 60, 90 суток) (температура T=90 ℃, концентрация щелочного раствора C_NaOH=0,5 моль/л). В лабораторных условиях исследовали изменения физико-химических показателей бентонита MX-80, таких как удельный вес, удельная поверхность и индекс расширения, в зависимости от времени реакции t, а также провели рентгеновскую дифракцию (XRD) и термогравиметрический анализ (TGA) для выбранных образцов, чтобы с микроуровня объяснить процессы старения бентонита. Результаты показали, что после предварительной обработки при высоких температуре и высокой щелочности удельный вес, удельная поверхность и индекс расширения бентонита MX-80 резко снижались в период от 0 до 45 суток, после 45 суток показатели стабилизировались, а после 90 суток снижение составило 13.6%, 18.5% и 58.1% соответственно. Основное содержание минерала монтмориллонита значительно уменьшилось, количество натриевого полевого шпата увеличилось, изменения после 90 суток составили -23.3% и +3.7% соответственно. Содержание свободной воды, слабо и сильно связанной воды, адсорбированной частицами бентонита, также сократилось на 2.84%, 0.13% и 0.24% соответственно. Основной причиной деградации физических свойств бентонита с течением времени при высоких температуре и щелочности является растворение эффективного компонента монтмориллонита, что приводит к уменьшению удельного веса, индекса расширения и удельной поверхности.

бентонит;высокие температура и щелочность;физические свойства;старение;растворение монтмориллонита