高庙子膨润土水化膨胀特性及其微观机理研究

膨润土具有遇水膨胀的特性,是高放核废料深地质处置库理想的缓冲回填材料。膨胀特性是其作为缓冲材料最重要的性能之一,同时受多方面因素的影响。本文以我国首选缓冲材料高庙子膨润土为研究对象,以含水率和干密度为控制变量,以恒体积法为试验方法,研究了高压实高庙子膨润土的水化膨胀特性,采用压汞试验法(MIP)对膨润土微观结构进行了研究,并以此对水化膨胀特性进行了解释。膨胀力试验结果表明,高庙子膨润土的膨胀力发展形式和最大膨胀力均受试样含水率和干密度影响,干密度较小时,水化曲线呈明显的双峰结构,干密度较大时,水化曲线形态与含水率相关,随着含水率增大,双峰结构逐渐消失。MIP试验结果表明,高庙子膨润土的孔径分布同样受含水率和干密度影响,随着含水率和干密度降低,集合体间大孔隙体积增多。膨润土的水化膨胀曲线受集合体间大孔隙影响显著。大孔隙较多时,膨润土集合体能迅速膨胀形成临时结构,当膨胀力超过临时结构的极限荷载时发生坍塌,膨胀力回落,内部结构重组后继续水化达到最大膨胀力,因此其水化膨胀曲线呈明显的双峰结构。随着大孔隙量减少,水化膨胀曲线由双峰结构演变成一条平滑曲线。     

有机膨润土的制备及测试

以吉林省九台天然钙基膨润土和改性的钠基膨润土为原料 ,用丙烯酰胺和溴代十六烷基三甲基胺进行有机覆盖 ,对制得的有机膨润土进行了X射线衍射 (XRD)分析 ,并结合差热热重 (DTA—TG)分析。结果表明 ,该方法不仅可以制备有机长链季铵盐有机膨润土和小分子有机膨润土 ;而且作为直接原料的天然钙基膨润土也可以制得较好的有机膨润土。     

两种膨润土的土-水特征曲线

用滤纸法和压力板法对Kunigel-V1和高庙子两种膨润土进行试验研究,量测不同孔隙比情况下的土-水特征曲线,研究土-水特征曲线与孔隙比之间的关系以及两种膨润土的土-水特性。试验结果表明：用吸力与含水率的关系表示土-水特征曲线时,在吸力较大的情况下,孔隙比对土-水特征曲线的影响不大;用吸力与饱和度的关系表示土-水特征曲线时,土-水特征曲线随着孔隙比的减小向右上方移动,即在吸力一定的情况下,饱和度随着孔隙比的减小而增加,并且此变化接近于线性变化。另外,孔隙比相同时,Kunigel-V1和高庙子膨润土的土-水特征曲线比较接近,即两种膨润土的持水特性比较相近     

饱和膨润土及其与砂混合物的压缩变形特性

对用不同制样方法得到的饱和膨润土及其与砂混合物进行了压缩试验。试验结果表明,饱和膨润土的压缩曲线呈双线性,不同于普通黏土的压缩曲线。压缩试验中量测了侧向应力,由此得到的饱和膨润土的静止侧向压力系数值较一般黏土的数值要大。对膨润土与砂混合物的击实样进行了由非饱和到饱和状态的浸水试验,并得出试验过程中侧向应力的变化规律。由于浸水饱和的试样和抽真空饱和的试样在较高压力时压缩曲线趋于一致,可采用快速抽真空饱和的方法进行试验研究,以缩短非饱和混合物击实样浸水饱和所需时间。引入骨架孔隙比的概念,用来判断膨润土与砂混合物中砂骨架是否形成,得出影响混合物压缩特性的决定因素。     

吉林省药用赋形剂膨润土资源的优选研究

对吉林省九台，小梨河，净月潭和露水河等产地的膨润土进行了质量优选研究。根据膨润土类型，蒙脱石含量，理化性能和浸出试验结果，发现净月潭灰白色钙基膨润土的品质最优，其次最小梨河浅黄色膨润土。     

膨润土加砂混合物膨胀特征试验研究

运用自行研制的膨胀仪对膨润土加砂混合物进行了一系列膨胀力及膨胀应变等膨胀特性的试验研究,分析了膨胀力随时间的变化规律、两向膨胀力之间的关系和膨胀应变与时间及吸水量之间的关系。试验研究表明,膨润土加砂混合物的最大膨胀力以及最大膨胀应变主要取决于混合物的最初干密度和膨润土含量,并且随着二者的增大而增大;膨润土加砂混合物的水平膨胀力与竖向膨胀力之比随着混合物干密度的增大减小,并且与干密度近似成线性关系;不同膨润土含量的膨润土加砂混合物的膨胀应变与时间成双曲线关系,与吸水量近似呈S型曲线关系,并且其最大膨胀应变与膨润土含量存在指数关系。试验结果对高放废物深处置库中的缓冲回填材料设计具有一定的参考价值。     

信阳上天梯膨润土矿工艺矿物学特征研究

为了使信阳上天梯膨润土矿得到高效合理的开发应用,从应用性基础研究出发,首先开展了上天膨润土矿工艺矿物学特征研究。分析了矿石的矿物组成、结构构造及理化工艺性能,研究了蒙脱石的成分组成、晶体化学特点、层间电荷及其对开发应用的影响。在此基础上,对该矿石进行了高纯钠基膨润土的制备、柱撑蒙脱石试验和高效活性白土的制取。     

高庙子膨润土与砂混合物的土-水特征曲线

用滤纸法和压力板法对高庙子膨润土与福建砂的混合物进行试验研究,在不同孔隙比和不同膨润土与砂配合比情况下量测脱湿过程的土-水特征曲线,研究土-水特征曲线与孔隙比和配合比之间的关系。试验结果表明：在同一配合比下用饱和度与吸力表示土-水特征曲线时,其曲线随着孔隙比的减小向右上方移动,即当土样的吸力一定时,土样的饱和度随着孔隙比的减小而增大,当吸力小于10 MPa时,这种现象较为显著;在同一孔隙比下膨润土与砂混合物的土-水特征曲线随着膨润土的比例增加而向右上方移动,即混合物的进气值随着膨润土的比例增加而增大;另外,配合比以及孔隙比相同时,膨润土与福建砂的混合物的土-水特征曲线与日本产Kunigel膨润土与丰浦砂的混合物的土-水特征曲线非常接近。     

非饱和膨润土的有效热传导特性模型

膨润土缓冲材料热传导特性的研究,对于高放废物深地质处置系统的安全评价至关重要。基于串、并联原理,通过将土体孔隙划分为与固相基质并联和串联两部分,提出了考虑矿物成分、颗粒亲水性、孔隙率及饱和度等因素的非饱和膨润土有效热传导系数的4种预测形式,建立了基于4种形式线性组合的有效热传导特性预测模型。详细讨论了模型参数的确定方法,并讨论了孔隙率、饱和度和孔隙结构、颗粒亲水性等因素对土体有效热传导特性的影响。基于MX-80膨润土和高庙子膨润土热传导特性试验成果,对模型的预测性能进行了验证。结果表明,由于膨润土颗粒尺寸较小且具有亲水特性,孔隙内的空气与水宜采用并联描述。研究成果对于非饱和膨润土的导热性能以及工程屏障系统的THM耦合数值模拟研究具有一定的参考价值。     

盐溶液对膨润土膨胀性的影响

膨润土因其优良的膨胀性和低渗透性常被用作深层地质处置库的缓冲和回填材料,但其膨胀性会受到地下流体溶液浓度的影响。针对这种现象,利用单轴固结仪研究了压实商用膨润土在不同上覆荷载和不同浓度NaCl溶液作用下的膨胀变形特性。结果表明：随着NaCl溶液浓度升高,该膨润土的膨胀性显著降低,且最大膨胀应变与上覆荷载之间在双对数坐标系下存在良好的线性关系。利用有效压力的概念和计算方法,实现了用唯一一条曲线来描述不同盐溶液浓度作用下膨润土的膨胀变形行为,同时证明了有效压力理论的合理性。     

样品重量在矿物热分析中的作用

目前,热分析的发展趋向于微量化,但样品重量过少时有些矿物差热曲线的形态特征就要发生改变。本文从实践的结果论述样品重量与差热曲线、热量曲线特征之间的关系,以寻求合理的样品重量。     

Sorption capacity on lead,copper and zinc by clay soils from South Wales,United Kingdom

The sorption capacity of five clay soils from South Wales in the United Kingdom was investigated using two main tests; physico-chemical and batch equilibrium (BET). The physico-chemical property results show that soil weathered mudrocks (MR1), glacial till (GT1), and estuarine alluviums (NEA4, PEA3 and CEA3) are capable of being used as landfill liners and are chosen for further sorption tests. The batch tests (i.e. sorption tests) on soil suspension produce adsorption-pH curves, showing increasing adsorption at higher pH levels. The sorption data are also presented using adsorption isotherm curves and are best fitted using the Langmuir adsorption equation that yields the maximum adsorption capacity of the soils. The sorption capacity of soils are ranked as estuarine alluvium soils>glacial till>weathered mudrocks. Estuarine alluvium soils show a good buffering capacity and high sorption capability compared to glacial till and weathered mudrocks. The study also discovers that the maximum sorption capacities are highly influenced by the chemical properties of the soils.     

山东龙口北皂煤矿软岩力学特性实验研究

根据室内实验结果, 本文讨论了北皂煤矿的岩石力学性质, 物化特性。泥质岩类的力学性质和水理性质、物化特性有关。泥质岩类具有显著的流动变形和各向异性。     

热分析法研究矿物分解过程动力学

采用热分析方法研究了菱镁矿、高岭石分解过程动力学参数活化能Ｅ、反应级数ｎ,由ＴＧ、ＤＴＡ两种实验数据,用Ｃｏａｔｓ,Ｒｅｄｆｅｒｎ和Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ计算方法对比计算,从而得出高岭石活化能Ｅ＝１８８．７１２ｋＪ／ｍｏｌ,菱镁矿活化能Ｅ＝１８０．８２８ｋＪ／ｍｏｌ。     

离子交换蒙脱石的热稳定性研究

经Ａ１＾３＋,Ｃｒ＾３＋,Ｐｂ＾２＋等１２种不同金属离子交换的Ｃａ基蒙脱石的差热（ＤＴＡ）和热重（ＴＧ）分析表明,其第一吸热峰区的峰形和失重量发生了明显的变化,第二吸热峰的脱羟终止温度普遍下降;其放热峰的峰值温度和强度也发生了变化,经Ｐｂ＾２＿,Ｋ＋,Ｂａ＋等离子交换的蒙脱石的放热峰基本消失。金属离子的电子构型对蒙脱石层间阳离子配体水的脱失温度有显著影响。     

湖南省煤的热谱特征及其研究意义

煤的热谱(DTA、DSC、TG)特征与煤的其他物化特征参数一样,是煤大分子结构特征的反映,可作为研究煤化作用的参考和无烟煤分类的辅助标志。本文介绍了湖南省不同变质程度煤的热谱特征和试验所发现的热谱曲线、峰温与煤及瓦斯突出强度、无烟煤三小类的关系,并试验证明利用热分析曲线进行煤层对比的可能性。     

二八面体水云母矿物及其热分析

用XRD、DTA、TG、IR等手段,对产于十来个省区的、不同产状的二八面体水云母矿物进行了测试研究。样品分为2M、1Md、1M₁+1M等几种多型。文中列出了它们的XRD数据及图谱、加热前后的IR谱及部分化学成分和化学试,详述了其热学特征。建议以矿物的脱羟温度高低参,照XRD谱的无序程度,在日常鉴定工作中区分出绢云母（脱羟温度>700℃）、水（白）云母（脱羟温度600-700℃）及伊利石（脱羟温度<699℃）。     

Application of thermal analysis to material quantification

Described in this paper is a method of quantification of species and elements in terms of TG curves coupled with DTA curves. The general equations are presented, which have been established on weight change rates. Some examples are given of the determination of the contents of thermogravity-active species of which the chemical formulae are not constant, or of which the weight changes are overlapped or superimposed. In addition, the application of thermal reaction equations is also described in this paper. Other general equations can be used to study isomorphism of thermogravity-active species. In quantification of species and elements, small uncertainties will be involved on account of the fact that the weight of some species tends to increase during heating.     

我国各地膨润土的热性质

对各地膨润土的热性质进行了考察，讨论了膨润土差热曲线和热失重的形态特征，以及膨润土热性质与其他物理化学性质的关系。研究表明，供试膨润土均可观察到三组吸热效应，部分样品可观察到一组放热效应。其中第一组吸热谷因层间所含有阳离子的种类和数量不同而呈现单谷或复谷两种不同的形态；根据第三吸热谷与放热峰这两个效应的峰间隔差和形态变化对供试膨润土进行属型划分简单易行。     

大同市大气颗粒物特征

本文根据大同市环境监测及科学研究的有关信息，简要综述了大同市区及云岗石窟地区大气颗粒物的污染水平、物理和化学性质，并提出了针对性的防治颗粒物污染的建议。