本發(fā)明屬于高放射性廢物地質(zhì)處置緩沖材料試驗(yàn)研究領(lǐng)域，具體涉及一種考慮膨潤土回彈效應(yīng)的1/12扇形土塊壓制模具。

背景技術(shù)：

我國的高放射性核廢物擬采用多重屏障(地質(zhì)介質(zhì)屬于天然屏障，廢物體、包裝容器和緩沖回填材料等屬于工程屏障)深地質(zhì)處置的方式進(jìn)行處置。緩沖材料作為處置庫中多重屏障系統(tǒng)的重要組成部分，是填充在廢物罐和地質(zhì)體之間的最后一道人工屏障，起著工程屏障、水力學(xué)屏障、化學(xué)屏障、傳導(dǎo)和散失放射性廢物衰變熱等重要作用，是地質(zhì)處置庫安全性和穩(wěn)定性的有效保障。通過國內(nèi)外近年來的研究，以蒙脫石為主要成分的膨潤土被認(rèn)為是高放廢物處置庫最合適的緩沖回填材料。

在緩沖材長期性能研究中，緩沖材料高壓實(shí)膨潤土塊體的制備主要采用了靜力壓實(shí)和動(dòng)力擊實(shí)兩種方式。對于世界各國開展的室內(nèi)和現(xiàn)場試驗(yàn)大型臺(tái)架的研究工作，均采用了緩沖回填材料預(yù)制砌塊，而對于預(yù)制砌塊的制備，均采用了靜力壓實(shí)的方式制備全尺寸或部分尺寸的砌塊。同時(shí)，高壓實(shí)膨潤土在壓制結(jié)束后，由于自身的膨脹性質(zhì)會(huì)出現(xiàn)不同程度的回彈現(xiàn)象，因此在模具設(shè)計(jì)之初，必須考慮膨潤土塊的回彈效應(yīng)。壓制模具是制備緩沖材料砌塊的必備工具，因此設(shè)計(jì)并建造出結(jié)構(gòu)簡單、組裝和拆裝操作方便，適合大批量生產(chǎn)的壓制模具具有重要的實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種考慮膨潤土回彈效應(yīng)的1/12扇形土塊壓制模具，該模具操作方便，使用簡單，壓制塊體均勻，適合大批量生產(chǎn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種考慮膨潤土回彈效應(yīng)的1/12扇形土塊壓制模具，該模具包括凸模、凹模和墊板；所述凹模中部有扇形通孔；所述凸模為扇形，與凹模中部的扇形通孔吻合；所述墊板墊于凸模、凹模下部，凹模扇形夾角為29°～29.5°之間。

凹模扇形內(nèi)半徑大于1/12扇形膨潤土塊的內(nèi)半徑1mm～3mm，外半徑小于1/12扇形膨潤土塊的外半徑1mm～3mm。

凹模的高度高度大于2～3倍的擬壓制土塊的高度。

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

所述凸模、凹模和墊板采用1Cr18Ni9Ti或者4Cr13材料。

墊板的長度和寬度要大于凹模。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：

(1)本發(fā)明所述的考慮膨潤土回彈效應(yīng)的1/12扇形土塊壓制模具，考慮了壓實(shí)膨潤土塊卸模后的回彈，夾角減小0.5°～1°，內(nèi)半徑增大，外半徑減小，保證壓制成的扇形土塊可以拼成圓環(huán)。

(2)該模具材質(zhì)防腐蝕性好，與膨潤土接觸的部分均進(jìn)行了熱處理，且對光潔度和硬度有明確的要求，可提高使用壽命。

(3)凹模和凸模合模后，間隙小，可有效保證樣品壓制密度均勻，不出現(xiàn)散邊和掉角現(xiàn)象，樣品成型性較好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的考慮膨潤土回彈效應(yīng)的1/12扇形土塊壓制模具的凸模俯視圖；

圖2為本發(fā)明所述的考慮膨潤土回彈效應(yīng)的1/12扇形土塊壓制模具的凹模俯視圖；

圖3為本發(fā)明所述的考慮膨潤土回彈效應(yīng)的1/12扇形土塊壓制模具的墊板俯視圖。

圖中：1.凸模；2.凹模；3.墊板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

該壓制模具配合使用壓力試驗(yàn)機(jī)開展1/12扇形膨潤土塊壓制工作。如圖1、圖2和圖3所示，考慮膨潤土回彈效應(yīng)的1/12扇形土塊壓制模具包括凸模1、凹模2和墊板3。墊板3位于凸模1和凹模2的底部。

所述的主體結(jié)構(gòu)凸模1、凹模2和墊板3采用1Cr18Ni9Ti或者4Cr13，具有剛度大、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。

圖1為考慮膨潤土回彈效應(yīng)的1/12扇形土塊壓制模具的凸模俯視圖。如圖1所示，凸模1呈扇形，與凹模2配合使用，位于凹模2扇形凹槽內(nèi)，且凸模1尺寸略小于凹模2的扇形凹槽尺寸。

圖2為考慮膨潤土回彈效應(yīng)的1/12扇形土塊壓制模具的凹模俯視圖。如圖所示，凹模2內(nèi)側(cè)呈扇形，扇形夾角為29°～29.5°之間，內(nèi)半徑大于1/12扇形膨潤土塊的內(nèi)半徑1mm～3mm，外半徑小于1/12扇形膨潤土塊的外半徑1mm～3mm。

圖3為考慮膨潤土回彈效應(yīng)的1/12扇形土塊壓制模具的墊板俯視圖。如圖所示，墊板3的長度和寬度要大于凹模2的尺寸。

工作時(shí)，將凹模2放置在墊板3中央位置，根據(jù)壓制土塊的基本要求，在凹模2中加入粉末狀膨潤土，搗實(shí)后放入凸模1，啟動(dòng)壓力機(jī)進(jìn)行膨潤土塊的制備。