[发明专利]米级尺度缓冲材料扇形砌块制备方法

说明书

本发明属于高放废物地质处置缓冲材料大型砌块制备领域，具体涉及一种米级尺度缓冲材料扇形砌块制备方法。本发明包括如下步骤：步骤1、模具组装；步骤2、原料准备；步骤3、压制准备；步骤4、机械压制；步骤5、模具拆卸；步骤6、样品测量及包装。本发明可压制外径为1.2～1.6m，内径为0.6m，高度为0.2～0.5m，夹角为45°～60°，干密度为1.4～1.9g/cm³的工程尺度的缓冲材料大型砌块样品，为开展地下实验室缓冲材料现场原位试验提供原料基础和技术支撑。

技术领域

本发明属于高放废物地质处置缓冲材料大型砌块制备领域，具体涉及一种米级尺度缓冲材料扇形砌块制备方法。

背景技术

我国的高放废物采用的是深地质处置方式，利用人工屏障(废物罐、缓冲材料、回填材料等)及天然屏障(地下岩体)组成的多重屏障系统阻滞核素迁移。缓冲材料作为废物罐和地质体之间的最后一道人工屏障，起着工程屏障、水力学屏障、化学屏障、传导和散失放射性废物衰变热等重要作用，是地质处置库安全性和稳定性的有效保障。国内外研究表明，以蒙脱石为主要成分的膨润土被认为是高放废物地质处置最适宜的缓冲材料基材。

缓冲材料通常以砌块堆砌的形式包裹在废物罐周围，因此世界各国开展的室内大型模型试验和地下实验室现场原位试验的研究工作，大多采用的是缓冲材料预制砌块。缓冲材料砌块主要采用静力压实的制备方式生产，目前国内压制的膨润土块体都是基于室内规模且手工可操作的中小型样品，其重量最大也不过几公斤而已，尺寸最大也不过十几厘米。考虑到此类压制方案不管是从体量上，还是效率上均不再适用于今后开展1:1的大型室内和地下实验室现场原位试验需求，急需掌握一种米级尺度的缓冲材料大型砌块制备技术和工艺流程。因此建立一种适合机械化、工业化批量生产的缓冲材料大型砌块制备方法具有重要的现实意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种米级尺度缓冲材料扇形砌块制备方法，可压制外径为1.2～1.6m，内径为0.6m，高度为0.2～0.5m，夹角为45°～60°，干密度为1.4～1.9g/cm³的工程尺度的缓冲材料大型砌块样品，为开展地下实验室缓冲材料现场原位试验提供原料基础和技术支撑。

本发明采用的技术方案：

一种米级尺度缓冲材料扇形砌块制备方法，包括如下步骤：

步骤1、模具组装；步骤2、原料准备；步骤3、压制准备；步骤4、机械压制；步骤5、模具拆卸；步骤6、样品测量及包装。

所述步骤1具体包括：

步骤1.1、首先把所有部件清理干净，将底板吊耳与底板紧固连接，采用天车将底板水平放置于可承重地面上；

步骤1.2、将四个定位挡放置于底板凹槽内；

步骤1.3、采用天车将凹模座一、凹模座二、凹模座三、凹模座四沿着定位挡位置按扇形形状组合，再分别吊装与之匹配的凹模内衬一、凹模内衬二、凹模内衬三、凹模内衬四，再利用螺栓将整个凹模紧固成型；

步骤1.4、将四个压板放置于定位挡的上面，再利用螺栓将其紧固，压紧凹模座防止其向上移动。

所述步骤1模具组装完成后，将凡士林或润滑油均匀涂抹在模具内衬和底板上，防止砌块在高压作用下粘连底板。

所述步骤2具体包括：

步骤2.1、压制之前，按照土工试验方法标准测定原料桶内不同位置处的含水率，取样点应具有代表性且不应少于3处，取各测值的平均值作为膨润土原料的当前含水率；

步骤2.2、根据预压样品的干密度、尺寸和含水量，计算并称量相应质量的膨润土原料；

步骤2.3、将原料分层均匀填入模具内，每填入5～10cm，均采用中空圆棒捣实，再用平板刮平表面，最后将模具内壁粘黏的浮土清理干净，以方便合模。