高放废物地下处置库中，地下水腐蚀衬砌混凝土析出的强碱性溶液，会扩散进入膨润土缓冲屏障内部，引起屏障性能的退化。设计了专门的扩散试验单元，模拟KOH强碱性溶液在压实高庙子膨润土试样内部的扩散过程，研究辐射升温条件下膨润土中蒙脱石矿物含量及微结构变化，为我国高庙子膨润土缓冲屏障长期性能评价提供依据。设计24组正交试验，对初始干密度1.80 g/cm³的压实膨润土开展KOH扩散试验，工况组合条件为：pH = 12.6、13.0和13.5，环境温度T = 30 ℃和60 ℃，反应时间t = 7、14、21和28 d。扩散试验终结之后解剖试样，开展X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）试验。试验结果证实，高庙子膨润土中蒙脱石矿物溶解损失，与溶液pH值和试验温度的升高成正相关关系，显著溶解发生在接触带2 mm以内，最严重的情形下蒙脱石从初始的44.4%减少到25.9%。蒙脱石矿物的溶失可能与蒙脱石水化产生的羽翼状胶体的溶解有关。碱溶液对膨润土结构的损伤程度随扩散深度减缓，表观孔隙率逐渐降低。接触界面上肉眼观察到腐蚀裂隙；接触带0～4 mm范围内，膨润土团聚体结构遭受一定的破坏；大于4 mm的范围，微结构形态基本保持不变。关于高庙子膨润土缓冲屏障长期性能的化学演化，今后应关注溶液化学性质、水力条件及固液反应时间等因素的影响。