A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Monitoring semi-free swelling and water transport in bentonites using X-ray radiography (2024)

Tanttu, J., Harjupatana, T., Miettinen, A., & Kataja, M. (2024). Monitoring semi-free swelling and water transport in bentonites using X-ray radiography. Applied Clay Science, 256, Article 107443. https://doi.org/10.1016/j.clay.2024.107443

JYU-tekijät tai -toimittajat

Tanttu, Joni
Harjupatana, Tero
Miettinen, Arttu
Kataja, Markku

Julkaisun tiedot

Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Tanttu, Joni; Harjupatana, Tero; Miettinen, Arttu; Kataja, Markku

Lehti tai sarja: Applied Clay Science

ISSN: 0169-1317

eISSN: 1872-9053

Julkaisuvuosi: 2024

Ilmestymispäivä: 01.06.2024

Volyymi: 256

Artikkelinumero: 107443

Kustantaja: Elsevier

Julkaisumaa: Alankomaat

Julkaisun kieli: englanti

DOI: https://doi.org/10.1016/j.clay.2024.107443

Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla

Julkaisukanavan avoin saatavuus: Osittain avoin julkaisukanava

Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/95552

Tiivistelmä

Clay materials such as montmorillonite-rich bentonite, are planned to be used as buffer materials between waste canisters and host rock in deep geological radioactive waste repositories. To ensure the safety of the repository over very long time scales, it is essential to understand the mechanical and transport properties of the clay materials through measurements and modelling. Here, an experimental method based on X-ray radiography was used to gather temporal data on the hydro-mechanical behaviour and homogenisation of three bentonites with different initial dry densities and wetting solution chemistry. The results showed that the salinity of wetting solution and the dominant cation of montmorillonite affect the overall saturation and swelling process of the clay material thus indicating that there is a chemical coupling to the hydro-mechanical behaviour of montmorillonite-rich clay materials. In particular, higher salinity was associated with more rapid wetting and a more homogeneous distribution of bentonite material in the final state of the experiments. The results also highlighted that the new measurement method is much faster and less cumbersome than traditional gravimetric methods. The method yielded detailed data on the wetting and swelling processes, and may thus help obtain better insight on the intricate hydro-mechanical properties of clay materials.

YSO-asiasanat: materiaalitutkimus; savi; bentoniitti; fysikaaliset ominaisuudet; suolaisuus; vesipitoisuus; monitorointi; röntgenkuvaus; radioaktiiviset jätteet; loppusijoitus

Vapaat asiasanat: X-ray radiography; deformation; water transport; bentonite; montmorillonite; swelling

Liittyvät organisaatiot

Hankkeet, joissa julkaisu on tehty

OKM-raportointi: Kyllä

VIRTA-lähetysvuosi: 2024

Alustava JUFO-taso: 1