钠基膨润土导热系数测试及误差分析
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ｍｍ、 ６ ０ｍ 的不 锈钢 模具 ， 高 ０ ｍ 自行加 工 。 钠 基 膨 润 土 ：粒 径 ≤７ ｍ；水 的质量 分 数 ≤ ５ １ ％ ； 脱 石 的质 量 分 数 ≥７ ％ ； Ｏ 蒙 ０ 白度 ≥８ ； 胀倍 ０膨
１４ 导 热 系 数 的 测 量 ．
用 ＬＡ４ Ｆ ４ ７型激光 导 热 系数 测 量仪 ，同 时测 量
２ ｍ、 度在 ２ｍ 左右 的样 片 。脱 模后 准确 测量 ５ｍ 厚 ｍ 样 片 的厚 度 和质量 ， 算湿 密度 ， 计 然后 放入 塑料 封 口 袋 中密封 保存 。压 制 成型 的样 片参数 如表 １ 示 。 所 从表 １可知 ，调 节好含 水率 的膨 润 土在压 制 成 样 片后 其湿 密 度 在 １ ｌ ２０ ／ｍ ，总体趋 势 是 随 ． ～ ． ｇｃ ８ ０
成 型 压 力 和 含 水 量 的 增 大 而 增 大 ，样 片 厚 度 在
１８ －２．０ ｍｍ 。 ．９ ０
１ 试 验 部 分
１１ 设 备 与 材 料 。
激 光 导热 系数 测量 仪 ，Ｆ ４ ７型 ； 力试 验机 ， ＬＡ４ 压 Ｎ Ｌ０ Ｙ ３ ０型 ； 动脱 模 机 ，Ｌ １ １型 ； 具 ， 电 ＴＤ４ 模 内径 ２ ５
参 比样 片和 钠基膨 润 土样 片不 同温度 下 的热 扩散 系 数， 通过 Ｎ ｎｆ ｓ ａ ｏ ａｈ程 序采 用 参 比法计 算 出钠基 膨 润 ｌ 土 样片 在 ３ ６ ０ｃ ０℃和 ９ ｃ、 ０℃下 的导热 系数 。
数 ｔ９ ／ ・４ｈ ； 质价 ｔ４ ０ｍＬ（５ｇ ２ ） ＞ ５ｍＬ（ ２ ）胶 ｇ ＞ ０ ／ ・４ｈ。 １ １２ 含水 率调 节 ． 将钠 基膨 润土 置 于塑料 布上 铺平 ，用 高压 喷 雾 器 喷洒 预定 量 的蒸馏 水 ， 入密 封 塑 料袋 中均化 ３ 放 Ｏ ｄ后 ， 制成 ５个不 同含 水 率 的样 品。预定 加水 量按 下
２ 结 果 与 讨 论
２ １ 测 量 结 果 ．
不 同温 度下 压实 膨润 土导 热 系数随 含水 率变 化
见图 ｌ
基 金 项 目： 防科 工 局 “ 国 十一 五 ” 放 废 物 地 质 处 置 技 术 研 究 （ 工 计 ［０ ７５ ４号 ） 高 科 ２Ｈ ］１ Ｄ 收 稿 日期 ：０ １ １— ｌ ２ １— ２ ０
１３ 压 制 成 型 ．
更佳。 在高 放射 性废 物处 置库 近场 中 ， 膨润 土将 长期 受 到辐 射及 衰变 热 的作用 ，同时还 会 吸收 地下 水导 致含水率 的增 高。 因此膨润土应具有 良好 的导热性 能。 研 究 采 用 激光 导 热 系 数测 量 仪 对 不 同含 水 率 、
化 学稳 定性 和热 学稳 定性¨ 】 ＿。前期 的研究 表 明相对 ５ 于 钙基 膨润 土 ，钠基 膨润 土 在处 置环境 中的稳 定性
式计算 ：
ｍ ＝ （－ ｏ（＋ ０ ｗ ｍｏ ｗ） １ ｗ） ｗ ／ 。 式 中 ： ｗ和 ｍ。 别 为所 需 加 水 的质 量 和水 质 ｍ 分
量 分 数 ｗ 的膨 润 土质 量 ， 。 ｗ和 。 别 为 膨 润 土 预 分 计达 到和 已有 水 的质量 分数 。 均化 完成 后 ，从 ５个袋 中各 取少 量调 节后 的 土 样， 与初始 样 品一起 测定 含水 率 。
（． １中国辐射 防护研 究院 三废 治理研 究所 废 物处 置技 术研 究 室 ， 太原 ０ ０ ０ ； ３ ０ ６ ２兰 州大 学核 科 学与技 术 学 院 兰 州 ７ ０ ０ ） ． ３ ０ ０
摘要 采用 Ｌ Ａ ４ Ｆ ４ ７型 激 光 导 热 系数 测 量 仪 测 量 了不 同含水 率 、 同压 实密 度 的 钠 基 膨 润 不
・
２ Ｏ。
梁
栋等
钠 基膨 润土 导 热系数 测 试及 误差 分析
研究 与 开发
表 １ 压 制 成型 的样 片参 数
Ｔ ｂ １ ａ ａ ｔ ｒ ｆｐ ｅ ｓ ｄ ｍｏｄ ｎ ａ ｌｓ ａ Ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓｏ ｒ ｓ ｅ ｌ ｉ ｇｓ ｍｐ ｅ
２１ 第 １ ０ ２年 ９卷第 １ 期
化工 生产 与技 术
Ｃ ｅ ｃｌ ｒｄ ｃ ｏ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｈ ｍｉ ｏ ｕｔ ｎａ ｄＴ ｃ ｎｌ ｙ ａＰ ｉ ｏ
・１ ９・
钠 基 膨 润 土导 热 系数 测 试 及 误 差 分 析
梁 栋 杨 仲 田 杨 卫 兵 刘 伟 １ ， ２
不 同压 力下 压制 的不 同压 实 密度 的钠 基膨 润土 进行 导 热 系数 的测试 ，并 对试 验 结果 的准 确性 和可 行性 进 行初 步分 析 ， 出 了相 应 的改进 方法 。 提
分别 准确 称取 一定 量各 含水 量 的钠基 膨润 土放
入模 具 中 ， 别 在 ６ 、０ １ ０ＭＰ 分 ０ ８ 、０ ａ下 压制 成 直 径 为
土在 不 同 温度 下的 导 热 系数 ， 出 导 热 系数 和 水 分 、 得 温度 、 型 压 力及 湿 密度 的 关 系曲 线 ； 成 对测 量 的 准确 性 和 误 差 进 行 了分 析 ． 并根 据 误 差产 生的 原 因提 出改进 方 案 。 关 键 词 导 热 系数 ； 基 膨 润 土 ； 分 ； 差 分 析 钠 水 误
中图 分 类 号 ０ ５ ．１ ６ ７９
文 献标 识码 Ａ
Ｄ Ｉ１． ６￣ｉ ｎ１０ — ８ ９２ １．１ ０ Ｏ ０３ ９ ．ｓ． ６ ６ ２ ． ２０ ． ７ ９ ｓ ０ ０ ０
膨 润土 作为 高放 射性 废物 深地 质处 置 系统 中 的 缓冲 、 回填材 料 ， 于 围 岩 和废 物 堤 之 间 ， 导 热 系 置 其 数 对评 价 对处 置 系统 的 安全 起 着 至 关重 要 的作 用 。 缓 冲 回填材 料不 仅要 考虑 其机 械强 度 ，还要 考 虑其 对 核 素 的吸 附性 、 地 下 水 的渗 透 性 、 辐 射 能 力 、 对 抗
１４ 导 热 系 数 的 测 量 ．
用 ＬＡ４ Ｆ ４ ７型激光 导 热 系数 测 量仪 ，同 时测 量
２ ｍ、 度在 ２ｍ 左右 的样 片 。脱 模后 准确 测量 ５ｍ 厚 ｍ 样 片 的厚 度 和质量 ， 算湿 密度 ， 计 然后 放入 塑料 封 口 袋 中密封 保存 。压 制 成型 的样 片参数 如表 １ 示 。 所 从表 １可知 ，调 节好含 水率 的膨 润 土在压 制 成 样 片后 其湿 密 度 在 １ ｌ ２０ ／ｍ ，总体趋 势 是 随 ． ～ ． ｇｃ ８ ０
成 型 压 力 和 含 水 量 的 增 大 而 增 大 ，样 片 厚 度 在
１８ －２．０ ｍｍ 。 ．９ ０
１ 试 验 部 分
１１ 设 备 与 材 料 。
激 光 导热 系数 测量 仪 ，Ｆ ４ ７型 ； 力试 验机 ， ＬＡ４ 压 Ｎ Ｌ０ Ｙ ３ ０型 ； 动脱 模 机 ，Ｌ １ １型 ； 具 ， 电 ＴＤ４ 模 内径 ２ ５
参 比样 片和 钠基膨 润 土样 片不 同温度 下 的热 扩散 系 数， 通过 Ｎ ｎｆ ｓ ａ ｏ ａｈ程 序采 用 参 比法计 算 出钠基 膨 润 ｌ 土 样片 在 ３ ６ ０ｃ ０℃和 ９ ｃ、 ０℃下 的导热 系数 。
数 ｔ９ ／ ・４ｈ ； 质价 ｔ４ ０ｍＬ（５ｇ ２ ） ＞ ５ｍＬ（ ２ ）胶 ｇ ＞ ０ ／ ・４ｈ。 １ １２ 含水 率调 节 ． 将钠 基膨 润土 置 于塑料 布上 铺平 ，用 高压 喷 雾 器 喷洒 预定 量 的蒸馏 水 ， 入密 封 塑 料袋 中均化 ３ 放 Ｏ ｄ后 ， 制成 ５个不 同含 水 率 的样 品。预定 加水 量按 下
２ 结 果 与 讨 论
２ １ 测 量 结 果 ．
不 同温 度下 压实 膨润 土导 热 系数随 含水 率变 化
见图 ｌ
基 金 项 目： 防科 工 局 “ 国 十一 五 ” 放 废 物 地 质 处 置 技 术 研 究 （ 工 计 ［０ ７５ ４号 ） 高 科 ２Ｈ ］１ Ｄ 收 稿 日期 ：０ １ １— ｌ ２ １— ２ ０
１３ 压 制 成 型 ．
更佳。 在高 放射 性废 物处 置库 近场 中 ， 膨润 土将 长期 受 到辐 射及 衰变 热 的作用 ，同时还 会 吸收 地下 水导 致含水率 的增 高。 因此膨润土应具有 良好 的导热性 能。 研 究 采 用 激光 导 热 系 数测 量 仪 对 不 同含 水 率 、
化 学稳 定性 和热 学稳 定性¨ 】 ＿。前期 的研究 表 明相对 ５ 于 钙基 膨润 土 ，钠基 膨润 土 在处 置环境 中的稳 定性
式计算 ：
ｍ ＝ （－ ｏ（＋ ０ ｗ ｍｏ ｗ） １ ｗ） ｗ ／ 。 式 中 ： ｗ和 ｍ。 别 为所 需 加 水 的质 量 和水 质 ｍ 分
量 分 数 ｗ 的膨 润 土质 量 ， 。 ｗ和 。 别 为 膨 润 土 预 分 计达 到和 已有 水 的质量 分数 。 均化 完成 后 ，从 ５个袋 中各 取少 量调 节后 的 土 样， 与初始 样 品一起 测定 含水 率 。
（． １中国辐射 防护研 究院 三废 治理研 究所 废 物处 置技 术研 究 室 ， 太原 ０ ０ ０ ； ３ ０ ６ ２兰 州大 学核 科 学与技 术 学 院 兰 州 ７ ０ ０ ） ． ３ ０ ０
摘要 采用 Ｌ Ａ ４ Ｆ ４ ７型 激 光 导 热 系数 测 量 仪 测 量 了不 同含水 率 、 同压 实密 度 的 钠 基 膨 润 不
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２ Ｏ。
梁
栋等
钠 基膨 润土 导 热系数 测 试及 误差 分析
研究 与 开发
表 １ 压 制 成型 的样 片参 数
Ｔ ｂ １ ａ ａ ｔ ｒ ｆｐ ｅ ｓ ｄ ｍｏｄ ｎ ａ ｌｓ ａ Ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓｏ ｒ ｓ ｅ ｌ ｉ ｇｓ ｍｐ ｅ
２１ 第 １ ０ ２年 ９卷第 １ 期
化工 生产 与技 术
Ｃ ｅ ｃｌ ｒｄ ｃ ｏ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｈ ｍｉ ｏ ｕｔ ｎａ ｄＴ ｃ ｎｌ ｙ ａＰ ｉ ｏ
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钠 基 膨 润 土导 热 系数 测 试 及 误 差 分 析
梁 栋 杨 仲 田 杨 卫 兵 刘 伟 １ ， ２
不 同压 力下 压制 的不 同压 实 密度 的钠 基膨 润土 进行 导 热 系数 的测试 ，并 对试 验 结果 的准 确性 和可 行性 进 行初 步分 析 ， 出 了相 应 的改进 方法 。 提
分别 准确 称取 一定 量各 含水 量 的钠基 膨润 土放
入模 具 中 ， 别 在 ６ 、０ １ ０ＭＰ 分 ０ ８ 、０ ａ下 压制 成 直 径 为
土在 不 同 温度 下的 导 热 系数 ， 出 导 热 系数 和 水 分 、 得 温度 、 型 压 力及 湿 密度 的 关 系曲 线 ； 成 对测 量 的 准确 性 和 误 差 进 行 了分 析 ． 并根 据 误 差产 生的 原 因提 出改进 方 案 。 关 键 词 导 热 系数 ； 基 膨 润 土 ； 分 ； 差 分 析 钠 水 误
中图 分 类 号 ０ ５ ．１ ６ ７９
文 献标 识码 Ａ
Ｄ Ｉ１． ６￣ｉ ｎ１０ — ８ ９２ １．１ ０ Ｏ ０３ ９ ．ｓ． ６ ６ ２ ． ２０ ． ７ ９ ｓ ０ ０ ０
膨 润土 作为 高放 射性 废物 深地 质处 置 系统 中 的 缓冲 、 回填材 料 ， 于 围 岩 和废 物 堤 之 间 ， 导 热 系 置 其 数 对评 价 对处 置 系统 的 安全 起 着 至 关重 要 的作 用 。 缓 冲 回填材 料不 仅要 考虑 其机 械强 度 ，还要 考 虑其 对 核 素 的吸 附性 、 地 下 水 的渗 透 性 、 辐 射 能 力 、 对 抗