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Rapport Technique NTB 87-01

Thermodynamique du gonflement de systèmes eau-bentonite, eau-métabentonite, eau-illite

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Die Wasserdampf-Adsorptionsisothermen und die Immersionsenthalpien von 15 natürlichen Tonen (Bentonite, Metabentonite und Illite) wurden bei 20°C gemessen. Durch diese Messungen sollte einerseits der Einfluss der Ultraschallbehandlung auf diese Tone und andererseits die Änderung der Wasserdampfadsorption der verschiedenen Illitisierungsstufen der Metabentonite studiert werden.

Die Beschallung der verschiedenen Proben, mit Ausnahme des Metabentonits B, beeinflusst die Wasseraufnahme wenig. Der Metabentonit B zeigt eine ziemlich grosse Zunahme der BET-Oberfläche, des Porenvolumens und der berechneten Quelldrücke bei allen Wassergehalten. Die anderen Proben wiesen eher eine Verminderung der Oberfläche und der berechneten Quelldrücke bei geringen Hydrationsgraden auf, zeigten aber bei höheren Wassergehalten eine Zunahme der berechneten Quelldrücke mit der Ultraschallbehandlung, in Übereinstimmung mit den Ergebnissen von Kahr und Müller­Vonmoos. Es ist jedoch nicht möglich, aus der Messung bei einem bestimmten Wassergehalt Voraussagen über das Verhalten bei allen anderen Wasserdampfspannungen zu machen.

Es wurde beobachtet, dass die Wasseradsorption stark vom Kaliumgehalt der Tone beeinflusst wird. Je höher dieser ist, umso kleiner wird das Adsorptiongsvermögen, zudem findet eine Abnahme des Quelldruckes und der Immersionsenthalpie statt.

Durch die Schwierigkeit, ein gutes mathematisches Modell für die Änderung der Immersionsenthalpien als Funktion des voradsorbierten Wassers zu finden, konnte die Entropie der adsorbierten Wassermoleküle nicht detailliert diskutiert werden. Deshalb beschränkten wir uns auf qualitative Überlegungen.

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