掺入膨润土中的石墨最大粒径确定方法

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。