工程地质学报
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工程地质学报  2018, Vol. 26 Issue (5): 1292-1299    DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2018150
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掺入膨润土中的石墨最大粒径确定方法
谈云志1, 钱芳红1, 彭帆1, 孙文静2, 明华军1
1. 三峡大学特殊土土力学研究所 宜昌 443002;
2. 上海大学土木工程系 上海 200444
METHOD FOR DETERMINING MAXIMUM PARTICLE SIZE OF GRAPHITE ADDED INTO BENTONITE
TAN Yunzhi1, QIAN Fanghong1, PENG Fan1, SUN Wenjing2, MING Huajun1
1. The Institute of Problematic Soils, China Three Georges University, Yichang 443002;
2. Civil Engineering Department, Shanghai University, Shanghai 200444
 全文: PDF (3977 KB)   HTML( )   输出: BibTeX | EndNote (RIS)      背景资料
摘要 核废料处置库缓冲层除要具备良好的隔离防渗外,还需要有卓越的导热性能。为此,论文以钠基膨润土为基础,混入高导热率天然石墨,配置兼具防渗-导热功能的缓冲材料。按照相同的石墨掺入率(20%,质量比),把最大粒径为50目、100目、200目和325目的石墨分别掺入膨润土,形成均匀的石墨-膨润土混合物。开展膨润土-石墨混合物自由膨胀率、恒体积膨胀力和渗透等水-力特性试验,探讨石墨粒径对膨润土-石墨混合物水-力性能的影响。结果表明,相同石墨掺入率下,最大粒径100~200目的石墨和膨润土混合,可以形成更好的缓冲材料,其渗透系数最小,而膨胀力最大。究其原因,应与石墨-膨润土的接触方式相关。石墨呈扁平状结构,粒径较大时,石墨和膨润土被压实后,容易在扁平结构末端形成未被充填的孔隙;而石墨粒径较小时,石墨和膨润土颗粒接触面积增大,石墨属于憎水性材料,膨润土-石墨界面处提供了更多渗漏通道。研究结论为配置核废料处置库缓冲层材料提供了科学参考。
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作者相关文章
谈云志
钱芳红
彭帆
孙文静
明华军
关键词膨润土   石墨   水-力性能   粒径     
Abstract: Buffer materials filled in the nuclear waste deep geology disposal should not only own to excellent capacity of isolation and adsorption, but also process high thermal conductivity. Hence, choosing natural graphite powders as additives can improve the thermal conductivity of Na-bentonite. These mixtures have both isolated and heat-conducted properties. The graphite powders, whose maximum grain sizes are 50, 100, 200 and 325 mesh, respectively, are added into the bentonite at fixed graphite adding ratio(20%,Wt.). The effect of graphite particle size on the hydro-mechanical behaviors of graphite-bentonite mixtures is studied by conducting some experiments including free swelling ratio, constant volume swelling pressure and permeability. It can be found that the maximum particle size 100 to 200 mesh of graphite would be the best choice to obtain the lowest permeability and highest swelling pressure for buffer material at the same graphite content. It can be ascribed to the contacted mode between graphite and bentonite. The graphite particles are flat, especially for the large size ones, and are easier to form macro-pores at the edge of them, even if after being compacted. As for smaller size graphite particles, there are existing larger contacted areas between graphite and bentonite. Plus the hydrophobicity of graphite, more leakage passage would be formed at the graphite-bentonite interfaces. These conclusions provide some scientific references for preparing buffer material used in the nuclear waste deep geology disposal.
Key wordsBentonite   Graphite   Hydro-mechanical performance   Particle size   
收稿日期: 2018-06-10;
基金资助:湖北省优秀中青年科技创新团队计划项目:特殊土的工程特性与处置技术(T201803),防灾减灾湖北省重点实验室(三峡大学)开放基金课题(2017KJZ01)资助
作者简介: 谈云志(1979-),男,博士,教授,博士生导师,主要从事特殊土土力学方面的科研与教学工作.Email:yztan@ctgu.edu.cn
引用本文:   
谈云志,钱芳红,彭帆等. 掺入膨润土中的石墨最大粒径确定方法[J]. 工程地质学报, 2018, 26(5): 1292-1299.
TAN Yunzhi,QIAN Fanghong,PENG Fan et al. METHOD FOR DETERMINING MAXIMUM PARTICLE SIZE OF GRAPHITE ADDED INTO BENTONITE[J]. Journal of Engineering Geology, 2018, 26(5): 1292-1299.
 
没有本文参考文献
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