考虑膨润土回弹效应的1/12扇形土块压制模具的制作方法

本发明属于高放射性废物地质处置缓冲材料试验研究领域，具体涉及一种考虑膨润土回弹效应的1/12扇形土块压制模具。

背景技术：

我国的高放射性核废物拟采用多重屏障(地质介质属于天然屏障，废物体、包装容器和缓冲回填材料等属于工程屏障)深地质处置的方式进行处置。缓冲材料作为处置库中多重屏障系统的重要组成部分，是填充在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。通过国内外近年来的研究，以蒙脱石为主要成分的膨润土被认为是高放废物处置库最合适的缓冲回填材料。

在缓冲材长期性能研究中，缓冲材料高压实膨润土块体的制备主要采用了静力压实和动力击实两种方式。对于世界各国开展的室内和现场试验大型台架的研究工作，均采用了缓冲回填材料预制砌块，而对于预制砌块的制备，均采用了静力压实的方式制备全尺寸或部分尺寸的砌块。同时，高压实膨润土在压制结束后，由于自身的膨胀性质会出现不同程度的回弹现象，因此在模具设计之初，必须考虑膨润土块的回弹效应。压制模具是制备缓冲材料砌块的必备工具，因此设计并建造出结构简单、组装和拆装操作方便，适合大批量生产的压制模具具有重要的实用价值。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种考虑膨润土回弹效应的1/12扇形土块压制模具，该模具操作方便，使用简单，压制块体均匀，适合大批量生产。

为解决上述技术问题，本发明一种考虑膨润土回弹效应的1/12扇形土块压制模具，该模具包括凸模、凹模和垫板；所述凹模中部有扇形通孔；所述凸模为扇形，与凹模中部的扇形通孔吻合；所述垫板垫于凸模、凹模下部，凹模扇形夹角为29°～29.5°之间。

凹模扇形内半径大于1/12扇形膨润土块的内半径1mm～3mm，外半径小于1/12扇形膨润土块的外半径1mm～3mm。

凹模的高度高度大于2～3倍的拟压制土块的高度。

凸模尺寸小于凹模的扇形凹槽尺寸，合模后凹凸模间隙小于0.1mm～0.2mm。

所述凸模、凹模和垫板采用1Cr18Ni9Ti或者4Cr13材料。

垫板的长度和宽度要大于凹模。

本发明的有益技术效果在于：

(1)本发明所述的考虑膨润土回弹效应的1/12扇形土块压制模具，考虑了压实膨润土块卸模后的回弹，夹角减小0.5°～1°，内半径增大，外半径减小，保证压制成的扇形土块可以拼成圆环。

(2)该模具材质防腐蚀性好，与膨润土接触的部分均进行了热处理，且对光洁度和硬度有明确的要求，可提高使用寿命。

(3)凹模和凸模合模后，间隙小，可有效保证样品压制密度均匀，不出现散边和掉角现象，样品成型性较好。

附图说明

图1为本发明所述的考虑膨润土回弹效应的1/12扇形土块压制模具的凸模俯视图；

图2为本发明所述的考虑膨润土回弹效应的1/12扇形土块压制模具的凹模俯视图；

图3为本发明所述的考虑膨润土回弹效应的1/12扇形土块压制模具的垫板俯视图。

图中：1.凸模；2.凹模；3.垫板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

该压制模具配合使用压力试验机开展1/12扇形膨润土块压制工作。如图1、图2和图3所示，考虑膨润土回弹效应的1/12扇形土块压制模具包括凸模1、凹模2和垫板3。垫板3位于凸模1和凹模2的底部。

所述的主体结构凸模1、凹模2和垫板3采用1Cr18Ni9Ti或者4Cr13，具有刚度大、耐腐蚀等优点。

图1为考虑膨润土回弹效应的1/12扇形土块压制模具的凸模俯视图。如图1所示，凸模1呈扇形，与凹模2配合使用，位于凹模2扇形凹槽内，且凸模1尺寸略小于凹模2的扇形凹槽尺寸。

图2为考虑膨润土回弹效应的1/12扇形土块压制模具的凹模俯视图。如图所示，凹模2内侧呈扇形，扇形夹角为29°～29.5°之间，内半径大于1/12扇形膨润土块的内半径1mm～3mm，外半径小于1/12扇形膨润土块的外半径1mm～3mm。

图3为考虑膨润土回弹效应的1/12扇形土块压制模具的垫板俯视图。如图所示，垫板3的长度和宽度要大于凹模2的尺寸。

工作时，将凹模2放置在垫板3中央位置，根据压制土块的基本要求，在凹模2中加入粉末状膨润土，捣实后放入凸模1，启动压力机进行膨润土块的制备。