接缝密封材料对缓冲砌块屏障封闭性能的影响

简介

室内制备模拟压实砌块,分别采用膨润土粉末、膨润土泥浆以及微粒膨润土(高密度膨润土颗粒与粉末的混合物)对砌块接缝进行密封,通过室内模拟渗透试验对砌块的膨胀、渗透性能进行研究,并借助X-CT扫描试验、热传导试验以及微观结构分析对砌块接缝的密封程度进行评价。试验结果表明随着水化时长的增加,砌块核心区膨润土向接缝区孔隙侵入,接缝区膨胀力快速发展,导致砌块轴向膨胀应力的发展速度减缓,产生滞后现象;接缝密封材料类型对砌块体系的水化进程影响显著,膨胀应力发展速率存在差异;接缝的愈合程度与接缝充填材料的初始干密度呈正相关。CT扫描图像表明水化结束后,密封接缝与砌块已基本"焊接"在一起,而未进行密封的砌块之间仍然存在间隙,并未完全封闭。相较于完整试样,密封接缝区土样的集合体间孔隙尺寸分布范围扩大(3~30μm),泥浆密封试样接缝区土样结构疏松,出现100~500μm的大孔隙,而干缝试样的接缝区则存在多条体积较大的裂隙状二维孔隙。密封可以显著提高砌块体系的各向膨胀能力,改善愈合砌块体系的均质性,密封后的砌块体系抗渗性能以及热传导性能与完整样接近,接缝的不利影响弱化。综合来看,采用微粒膨润土对砌块接缝进行密封,接缝的愈合度最高,砌块的各项工程性能最佳,其次为采用膨润土粉末以及膨润土泥浆进行密封的试样,未进行密封处理的干缝试样愈合效果最差。