粉碎花岗岩与膨润土混合材料热传导性能研究

发布时间：2020-06-16 20:16

【摘要】：随着核技术的快速发展与广泛运用,如何安全处置核工业产生的大量核废物己成为当今重要研究课题。目前,地质处置被普遍认为是最可行的高放废物处置方法,采用多重屏障系统(工程屏障和天然屏障),缓冲材料是工程屏障的组成部分。膨润土因其优良的导热性,低渗透性,高膨胀性等被多国选为缓冲材料基质,我国选择内蒙古高庙子膨润土作为高放废物地质处置用首选膨润土。研究发现,在膨润土中添加石英砂、花岗岩、石墨等可以提高膨润土的导热性能。本文以不同质量百分比的粉碎花岗岩与高庙子膨润土的混合材料(下文简称岩-膨润土)为主要研究对象,利用瞬变平面热源法研究了材料的导热性能,研究内容及主要成果包括：(1)研究了不同温度对膨润土和混合材料的导热性能的影响,发现温度对其导热系数的影响不大。(2)以混合材料中膨润土的含水量(下文简称基质含水量)不变为前提,制作不同干密度、不同含岩量、不同含岩粒径的土样,利用Hot Disk仪器测量其导热性能。结果表明混合材料导热系数随着干密度的增大而增大,随着含岩量的增大而减小。(3)以石英砂、石墨为添加剂,对比分析了不同添加剂对导热系数的影响。在基质含水量不变的情况下,以石墨为添加剂可以显著地提高其导热系数,而以花岗岩和石英砂为添加剂却降低其导热系数。(4)运用Self-consistent模型、Differential模型和De Vries and Campbell模型预测岩-膨润土导热系数。对比发现Differential模型可以很好的预测岩-膨润土的导热系数。(5)从微观角度研究膨润土导热性能。通过压汞实验得到土样孔隙率和孔隙半径分布。结果表明岩-膨润土导热系数与va/v具有线性关系。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TL942

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本文编号：2716524