缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块的制备方法技术

本发明专利技术属于缓冲材料长期性能评价技术领域，具体涉及一种缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块的制备方法；本发明专利技术要解决的技术问题是：针对现有技术不足，提供一种缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块的制备方法，采用单轴静力压缩制备缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块的方法，以便能制备出密度均一，尺寸偏差较小，且满足高放废物深地质处置库缓冲材料要求的高压实扇形膨润土块；本发明专利技术的技术方案是：包括以下步骤：步骤一，压制准备；步骤二，位移控制压制；步骤三，负荷控制压制；步骤四，二次位移控制压制；步骤五，压制成型。

Preparation method of buffer material test bench of compacted bentonite block the fan

The invention belongs to the technical field of buffer materials for long term performance evaluation, particularly relates to a preparation method of buffer material test bench of compacted bentonite block fan; the invention solves the technical problems is: in view of the defects in the prior art and provides a method for preparing a buffer material test bench of compacted bentonite block sector. The uniaxial static compression preparation method of buffer material test bench of compacted bentonite block sector, in order to prepare uniform density, small size deviation, and meet the requirements of the deep geological disposal repository of buffer materials of compacted bentonite block sector; the technical scheme of the invention comprises the following steps: step one, to suppress; step two, step three, pressing displacement control; load control pressing; step four, two displacement control pressing; step five, pressing.

【技术实现步骤摘要】
缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块的制备方法
本专利技术属于缓冲材料长期性能评价领域，具体涉及一种缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块的制备方法。
技术介绍
高放废物深地质处置库中需要大量的高压实缓冲材料作为重要的人工屏障，将其置于处置岩体与高放废物包装体间，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重要保障。在膨润土基本性能研究的基础之上，世界各国科学家开始制备缓冲回填材料大型砌块，并对本国高放废物处置库预选膨润土开展室内和现场大型试验台架的研究工作。理论上制备高压实膨润土方法主要有单向、双向、三向静力压制，但根据现有设备的技术水平，可行的方法为单向静力压制。我国于2005年开展缓冲材料大型试验台架研究工作，为了制备试验台架中所需大量的高压实扇形膨润土块，我国科研工作者开展了大量的室内试验，受各种条件的限制，始终未能提出一种可满足试验要求的制备方法。因此，本专利技术就是在这种情况下，根据大量的室内试验和测试，开发了一种基于位移和负荷控制方式，采用单轴静力压缩制备缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块的方法，经密度检测和尺寸测量，使用该方法制备的膨润土块密度均匀一致，尺寸偏差较小，可满足高放废物深地质处置库缓冲材料的要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：针对上述存在的问题提供一种基于位移和负荷控制方式，采用单轴静力压缩制备缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块的方法，以便能制备出密度均一，尺寸偏差较小，且满足高放废物深地质处置库缓冲材料要求的高压实扇形膨润土块。本专利技术所采用的技术方案是：一种缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块的制备方法，包括步骤如下：步骤一，压制准备；步骤二，位移控制压制；步骤三，负荷控制压制；步骤四，二次位移控制压制；步骤五，压制成型。所述步骤一压制准备包括以下步骤：步骤(1.1)按预定的干密度和体积，计算并称量相应质量的膨润土粉末，装入压制模具并预压实，设定压制样品的高度并在模具上做好标识。步骤(1.2)，将装好膨润土的压制模具安装在压力机上，使模具和压力机上下压盘的中心点在同一条垂直线上，上压盘与模具间使用导向装置，压力机负荷不小于1000kN。所述步骤二中在位移控制方式下，以5mm/min的速度开始压制土块，限定目标设为负荷130kN。所述步骤三包括以下步骤：步骤(3.1)当负荷达到限制目标值后采用负荷控制方式压制土块，速度为1kN/s，限定目标设为负荷450-850kN；步骤(3.2)负荷达到设定值后保持负荷值不变，继续压制，限定目标设为位移，该位移值可满足制备土块的高度要求。所述步骤四中，位移达到设定值后，将控制方式转换为位移控制，并保持位移值不变继续压制，压制时间约10～20min。所述步骤五中，结束压制，将压力机卸载，将轴向位移退回零点，取出压制成型的土样，测量并记录土块的尺寸和重量等基本参数。缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块，其外半径为250～400mm，内半径为90～250mm，高度为40～60mm，角度为30°～60°，密度为1.6-1.8g/cm3。本方法基于位移和负荷控制方式，采用单轴静力压缩制备缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块的方法，所述的压力机为微机控制电液伺服力学试验机，其加载方式为单向静力，保证压制全过程无冲击压力产生，且模具和压力机上下压盘的中心点在同一条垂直线上。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术所述方法的是综合采用位移和负荷控制方式，并在制备膨润土块的过程中实现无冲击切换，进而实现制备缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块；2.经密度检测和尺寸测量，使用该方法制备的膨润土块密度均匀一致，尺寸偏差较小，可满足高放废物深地质处置库缓冲材料的要求；3.采用位移控制压制方式，可以将散土中的气体快速排出；4.采用低速率压制方式可以使其土块颗粒产生定向排列，密度均匀一致；5.采用位移控制并保持位移值不变，可以有效降低高压实膨润土块的回弹，保证土样尺寸偏差较小，满足缓冲材料工程性能试验要求。附图说明图1为使用本专利技术所述方法制备的高压实扇形膨润土块。具体实施方式下面对本专利技术所提供的一种基于位移和负荷控制方式，采用单轴静力压缩制备高压实扇形膨润土块的方法作进一步详细说明。步骤一，压制准备；步骤二，位移控制压制；步骤三，负荷控制压制；步骤四，二次位移控制压制；步骤五，压制成型。所述步骤一压制准备包括以下步骤：步骤(1.1)按预定的干密度和体积，计算并称量相应质量的膨润土粉末，装入压制模具并预压实，设定压制样品的高度并在模具上做好标识。步骤(1.2)，将装好膨润土的压制模具安装在压力机上，使模具和压力机上下压盘的中心点在同一条垂直线上，上压盘与模具间使用导向装置，压力机负荷不小于1000kN。所述步骤二中在位移控制方式下，以5mm/min的速度开始压制土块，限定目标设为负荷130kN。所述步骤三包括以下步骤：步骤(3.1)当负荷达到限制目标值后采用负荷控制方式压制土块，速度为1kN/s，限定目标设为负荷450-850kN；步骤(3.2)负荷达到设定值后保持负荷值不变，继续压制，限定目标设为位移，该位移值可满足制备土块的高度要求。所述步骤四中，位移达到设定值后，将控制方式转换为位移控制，并保持位移值不变继续压制，压制时间约10～20min。所述步骤五中，结束压制，将压力机卸载，将轴向位移退回零点，取出压制成型的土样，测量并记录土块的尺寸和重量等基本参数。缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块，其外半径为250～400mm，内半径为90～250mm，高度为40～60mm，角度为30°～60°，密度为1.6-1.8g/cm3。本方法基于位移和负荷控制方式，采用单轴静力压缩制备缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块的方法，所述的压力机为微机控制电液伺服力学试验机，其加载方式为单向静力，保证压制全过程无冲击压力产生，且模具和压力机上下压盘的中心点在同一条垂直线上。实施例1(1)按预定的干密度和体积，计算并称量相应质量的膨润土粉末，装入压制模具并预压实，设定压制样品的高度并在模具上做好标识。本例制备的膨润土块的外半径为250mm，内半径为90mm，高度为40mm，角度为30度，干密度为1.6g/cm3。(2)将装好膨润土的压制模具安装在压力机上，使模具和压力机上下压盘的中心点在同一条垂直线上，即三心一线，上压盘与模具间使用导向装置。压力机为微机控制伺服岩石力学试验机，压力机负荷不小于1000kN，可实现无冲击切换位移和负荷控制方式。(3)首先在位移控制方式下，以5mm/min的速度开始压制土块，限定目标设为负荷130kN。(4)当负荷达到限制目标值后采用负荷控制方式压制土块，速度为2kN/s，限定目标设为负荷450kN。(5)负荷达到设定值后保持负荷值不变，继续压制，限定目标设为位移，该位移值可满足制备土块的高度要求。(6)当位移达到设定值后，将控制方式转换为位移控制，并保持位移值不变继续压制，压制时间约10～20min。(7)结束压制，将压力机卸载，将轴向位移退回零点，取出压制成型的土样，测量并记录土块的尺寸和重量等基本参数。(8)但以上所述仅为本专利技术的具体实施方式，并非用来限定本专利技术实施的范围。即凡依本专利技术所做的均等变化与修饰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块的制备方法，其特征在于：包括步骤如下：步骤一，压制准备；步骤二，位移控制压制；步骤三，负荷控制压制；步骤四，二次位移控制压制；步骤五，压制成型。

【技术特征摘要】
1.一种缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块的制备方法，其特征在于：包括步骤如下：步骤一，压制准备；步骤二，位移控制压制；步骤三，负荷控制压制；步骤四，二次位移控制压制；步骤五，压制成型。2.根据权利要求1所述的一种缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块的制备方法，其特征在于：所述步骤一压制准备包括以下步骤：步骤(1.1)按预定的干密度和体积，计算并称量相应质量的膨润土粉末，装入压制模具并预压实，设定压制样品的高度并在模具上做好标识。步骤(1.2)，将装好膨润土的压制模具安装在压力机上，使模具和压力机上下压盘的中心点在同一条垂直线上，上压盘与模具间使用导向装置，压力机负荷不小于1000kN。3.根据权利要求1所述的一种缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块的制备方法，其特征在于：所述步骤二中在位移控制方式下，以5mm/min的速度开始压制土块，限定目标设为负荷130kN。4.根据权利要求1所述的一种缓冲材料试验台架高压实扇形膨润土块的制备方法，其特征在于：所述步骤三包括以下步骤：步骤(3.1)当负荷达到限制目标值后采用负荷控制方式压制土块，速度为1kN/s，限定目标设为负荷450-850kN；步骤(3.2)负荷达到设定值后保持负荷值不...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘月妙，马利科，曹胜飞，王驹，宗自华，
申请(专利权)人：核工业北京地质研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11