[發(fā)明專利]米級尺度緩沖材料扇形砌塊制備方法

有效

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• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112776125B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設計）人: 馬利科;劉月妙;高敏;曹勝飛
• 申請（專利權）人: 核工業(yè)北京地質研究院
• 主分類號: B28B1/04
• 分類號: B28B1/04;B28B1/29;B28B3/04;B28B17/00
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 董和煦

本發(fā)明屬于高放廢物地質處置緩沖材料大型砌塊制備領域，具體涉及一種米級尺度緩沖材料扇形砌塊制備方法。本發(fā)明包括如下步驟：步驟1、模具組裝；步驟2、原料準備；步驟3、壓制準備；步驟4、機械壓制；步驟5、模具拆卸；步驟6、樣品測量及包裝。本發(fā)明可壓制外徑為1.2～1.6m，內徑為0.6m，高度為0.2～0.5m，夾角為45°～60°，干密度為1.4～1.9g/cm³的工程尺度的緩沖材料大型砌塊樣品，為開展地下實驗室緩沖材料現(xiàn)場原位試驗提供原料基礎和技術支撐。

技術領域

本發(fā)明屬于高放廢物地質處置緩沖材料大型砌塊制備領域，具體涉及一種米級尺度緩沖材料扇形砌塊制備方法。

背景技術

我國的高放廢物采用的是深地質處置方式，利用人工屏障(廢物罐、緩沖材料、回填材料等)及天然屏障(地下巖體)組成的多重屏障系統(tǒng)阻滯核素遷移。緩沖材料作為廢物罐和地質體之間的最后一道人工屏障，起著工程屏障、水力學屏障、化學屏障、傳導和散失放射性廢物衰變熱等重要作用，是地質處置庫安全性和穩(wěn)定性的有效保障。國內外研究表明，以蒙脫石為主要成分的膨潤土被認為是高放廢物地質處置最適宜的緩沖材料基材。

緩沖材料通常以砌塊堆砌的形式包裹在廢物罐周圍，因此世界各國開展的室內大型模型試驗和地下實驗室現(xiàn)場原位試驗的研究工作，大多采用的是緩沖材料預制砌塊。緩沖材料砌塊主要采用靜力壓實的制備方式生產(chǎn)，目前國內壓制的膨潤土塊體都是基于室內規(guī)模且手工可操作的中小型樣品，其重量最大也不過幾公斤而已，尺寸最大也不過十幾厘米。考慮到此類壓制方案不管是從體量上，還是效率上均不再適用于今后開展1:1的大型室內和地下實驗室現(xiàn)場原位試驗需求，急需掌握一種米級尺度的緩沖材料大型砌塊制備技術和工藝流程。因此建立一種適合機械化、工業(yè)化批量生產(chǎn)的緩沖材料大型砌塊制備方法具有重要的現(xiàn)實意義和實用價值。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于，提供一種米級尺度緩沖材料扇形砌塊制備方法，可壓制外徑為1.2～1.6m，內徑為0.6m，高度為0.2～0.5m，夾角為45°～60°，干密度為1.4～1.9g/cm³的工程尺度的緩沖材料大型砌塊樣品，為開展地下實驗室緩沖材料現(xiàn)場原位試驗提供原料基礎和技術支撐。

本發(fā)明采用的技術方案：

一種米級尺度緩沖材料扇形砌塊制備方法，包括如下步驟：

步驟1、模具組裝；步驟2、原料準備；步驟3、壓制準備；步驟4、機械壓制；步驟5、模具拆卸；步驟6、樣品測量及包裝。

所述步驟1具體包括：

步驟1.1、首先把所有部件清理干凈，將底板吊耳與底板緊固連接，采用天車將底板水平放置于可承重地面上；

步驟1.2、將四個定位擋放置于底板凹槽內；

步驟1.3、采用天車將凹模座一、凹模座二、凹模座三、凹模座四沿著定位擋位置按扇形形狀組合，再分別吊裝與之匹配的凹模內襯一、凹模內襯二、凹模內襯三、凹模內襯四，再利用螺栓將整個凹模緊固成型；

步驟1.4、將四個壓板放置于定位擋的上面，再利用螺栓將其緊固，壓緊凹模座防止其向上移動。

所述步驟1模具組裝完成后，將凡士林或潤滑油均勻涂抹在模具內襯和底板上，防止砌塊在高壓作用下粘連底板。

所述步驟2具體包括：

步驟2.1、壓制之前，按照土工試驗方法標準測定原料桶內不同位置處的含水率，取樣點應具有代表性且不應少于3處，取各測值的平均值作為膨潤土原料的當前含水率；

步驟2.2、根據(jù)預壓樣品的干密度、尺寸和含水量，計算并稱量相應質量的膨潤土原料；

步驟2.3、將原料分層均勻填入模具內，每填入5～10cm，均采用中空圓棒搗實，再用平板刮平表面，最后將模具內壁粘黏的浮土清理干凈，以方便合模。