壓實純膨潤土的導熱性能較差,常需添加石墨等導熱性質(zhì)好的材料制備混合型緩沖材料,以提高高放廢物地質(zhì)處置庫中放射性廢物衰變熱的傳導效率。使用Hot disk TPS2500s熱常數(shù)分析儀測定不同溫度條件下干燥膨潤土-石墨混合材料的導熱系數(shù)、熱擴散系數(shù)和體積比熱,分析石墨含量、溫度與混合材料導熱性能參數(shù)的關(guān)系。試驗結(jié)果表明,石墨可有效提高膨潤土的導熱系數(shù)、熱擴散系數(shù),添加30%～35%的石墨可使干燥高廟子(GMZ)鈉基膨潤土(ρ_d=(1.75±0.5) g/cm³)的導熱系數(shù)達到與北山花崗巖相當?shù)乃?溫度對膨潤土及混合材料的導熱系數(shù)影響不大,混合材料的熱擴散系數(shù)隨溫度升高而降低,體積比熱隨溫度升高而增大。

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圖1HotdiskTPS2500s熱常數(shù)分析儀

表1高廟子膨潤土主要礦物成分Table1MainmineralcompositionofGMZbentonite/%SampleMontmorilloniteQuartzChristobaliteFeldsparKaoliniteMica166.....

圖2混合材料導熱性能參數(shù)與石墨含量的關(guān)系

不同石墨含量混合材料的導熱系數(shù)、熱擴散系數(shù)和體積比熱與石墨含量的關(guān)系見圖2。圖2(a)顯示,由于石墨的導熱系數(shù)遠高于膨潤土,隨著石墨含量的增加,混合材料的導熱系數(shù)快速增大。另外,目前我國已選定甘肅北山為高放廢物地質(zhì)處置庫首選預選區(qū),該地區(qū)花崗巖的導熱系數(shù)較高,為2.5～3.2W....

圖3溫度與混合材料導熱性能參數(shù)的關(guān)系

不同石墨含量混合材料的導熱系數(shù)、熱擴散系數(shù)和體積比熱與溫度的關(guān)系如圖3所示。石墨含量≤30%時,混合材料的導熱系數(shù)隨溫度變化不大(圖3(a)),基本可忽略溫度的影響;在石墨含量為50%時,混合材料的導熱系數(shù)隨溫度有小幅波動,在70℃時達到最大,可認為純石墨導熱系數(shù)隨溫度變化的性....

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