Vplyv tepla na geotechnické vlastnosti bentonitu

Abstract

V budúcnosti sa v Českej republike plánuje postaviť hlbinné úložisko rádioaktívneho odpadu a ako materiál, ktorý sa použije na tesnenie v tesniacej bariére, bol v návrhu SURAO vybraný bentonit. Aby sa zaručila tesniaca schopnosť bentonitu, je nutné preskúmať okrem iného aj zmenu jeho vlastností vplyvom tepla, nakoľko pri rozklade rádionuklidov vzniká teplo, ktoré môže ovplyvniť účinnosť tesniacej bariéry. Preto sa táto práca zaoberá zmenou vybraných geotechnických vlastností bentonitu vplyvom tepla. V práci sa skúma vplyv teploty na hodnoty konzistenčných medzí a swell indexu. Ďalej sleduje vplyv teploty na vybrané geotechnické vlastnosti vzoriek bentonitu počas zaťažovacieho testu v oedometroch umiestnených v tepelnom laboratóriu pri 60C a v laboratóriu pri 20C. V priepustomeroch zisťuje bobtnací tlak a hydraulickú vodivosť rôzne zhutnených vzoriek. Z výsledkov vyplýva, že teplo ovplyvňuje vlastnosti bentonitu. Najvýraznejší vplyv tepla bol zistený na medzu tekutosti, ktorá bola na meranej vzorke bentonitu vystavenej pôsobeniu tepla minimálne o 20 percentných bodov nižšia. Hodnoty Swell indexu boli tiež výrazne nižšie na zaťaženej vzorke. Vplyv tepla na bobtnací tlak nebol dostatočne preukázaný, aj keď sa javí, že vplyvom tepla sa znižuje.

In the future, a deep repository of radioactive waste is planned in the Czech Republic. As a material to be used for sealing the sealing barrier, a bentonite was selected in the SURAO design. To guarantee the sealing capacity of bentonite, it is necessary to examine, among other things, the change in its properties due to heat, since the decomposition of the radionuclides results in heat that may affect the effectiveness of the sealing barrier. Therefore, this work deals with the change of selected geotechnical properties of bentonite due to heat. In the research section, it examines the effect of temperature on the consistency and swell index values. It further monitors the effect of temperature on the selected geotechnical properties of bentonite samples during the load test in oedometers located in the thermal laboratory at 60C and in the laboratory at 20C . It detects the swelling pressure and the hydraulic conductivity of the various compacted samples in the special device. The results show that heat affects the properties of bentonite. The most striking effect of heat was found on the liquid rate that was lower by at least 20C percentage points on the measured bentonite exposed to heat. Swell index values were also significantly lower on the loaded sample. The influence of heat on the swelling pressure has not been sufficiently demonstrated, although it appears that the influence of heat reduces the swelling pressure.