岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (1): 171-182.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0126CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0126
曾召田1,林铭宇1,孙德安2,邵捷昇1, 2,曹珊珊1,赵长友1,靳琳1
ZENG Zhao-tian1, LIN Ming-yu1, SUN De-an2, SHAO Jie-sheng1, 2, CAO Shan-shan1, ZHAO Chang-you1, JIN Lin1
摘要: 为探究高温条件下膨润土缓冲层材料导热性能的热老化时间效应,在100 ℃和200 ℃条件下分别对MX80膨润土粉末进行了0、15、30、60、90、120 d的热老化预处理,利用热探针法测定了预处理后膨润土压实试样的导热性能,并分析其热老化时效性;采用粒度分析、X射线衍射和热重分析等微观试验,揭示出高温条件下MX80膨润土试样导热性能热老化时间效应的产生机制。试验结果表明:(1)高温(100、200 ℃)热老化预处理后膨润土试样的导热系数λ 均随着热老化时间 t 的递增而降低,呈现出明显的热老化时间效应:0~15 d急剧降低,30 d后趋于稳定;相较于100 ℃,200 ℃条件下膨润土试样的热老化时间效应更显著。(2)高温(100、200 ℃)作用均会引起膨润土试样中各形态水逐渐脱附,结合水膜变薄,固体土颗粒粒径减小;此外,在200 ℃条件下,试样中的部分蒙脱石矿物转变为钠云母;上述微观特征演化呈现出与试样导热系数λ 一致的热老化时效性。(3)膨润土材料导热性能热老化时间效应产生的本质原因在于:100 ℃条件下,随着热老化时间 t 的递增,温度作用导致膨润土中各形态水逐渐脱附,结合水膜变薄,颗粒粒径减小,固相体积减少,气相体积增加,但矿物成分未发生变化;而200 ℃条件下,随着热老化时间 t 的递增,上述温度作用进一步加剧,且高温引起了部分蒙脱石矿物转变为导热系数较低的钠云母。
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