一种用于压实膨润土样品的小孔径多孔试模技术领域
本发明属于放射性废物处理处置技术领域，具体涉及一种用于压实膨
润土样品的小孔径多孔试模。
背景技术
目前，国际上对高水平放射性废物(HLW)公认的处置方式为深地质处
置，而深地质处置多基于多重屏障原理进行设计。缓冲材料是该设计中的
最后一道人工屏障。由于膨润土具有良好的吸水膨胀能力，吸附核素的能
力而被广泛选作缓冲回填材料。在实际的工程中，要求缓冲材料需要具备
良好的支撑和平衡外围压力的能力，这就要求膨润土应在一定的压力下成
型后才能满足处置的要求，而成型土样中必定有孔隙的存在。其孔隙的大
小和孔隙类型、数量多少，将影响土的水理性质和力学性质。又由于高水
平放射性废物具有高放射性水平、高毒性、长寿命的特点，缓冲材料将长
期受辐射以及辐射衰变热的作用，因此，需要开展辐射和辐射衰变热作用
对膨润土孔隙结构影响的研究，而要开展相关的研究，就需要制备大量的
用于测试的膨润土样品。
现有的制备小块膨润土样品的设备一般为单孔方式，一次制备一个膨
润土样品，因为压力机的压力控制原因，膨润土样品之间的均一性较差。
而另一种制备小块膨润土样品的方法是从大块的膨润土样品上取出小块样
品，然后进行打磨再用于测试研究，但是这种办法制备的样品可能已经破
坏了样品本身的孔隙结构，尤其是样品表面部分的孔隙结构，因此测试获
得数据可能已经失真。
发明内容
针对目前膨润土测试样块制备的所存在的问题，本发明的是解决小块
膨润土测试样品的成型、均一性和真实性问题。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种用于压实膨润土样品
的小孔径多孔试模，包括柱状的套筒，所述套筒上设置若干个贯通所述套
筒上下两端表面的挤压孔，能够放入所述挤压孔中的两两相对的活塞，相
对的两个所述活塞之间用于放置膨润土样品，在所述套筒上下两端分别设
置上顶板、下顶板，在所述上顶板和下顶板上分别设有若干个一一相对的
上顶杆和下顶杆，相对应的上顶杆和下顶杆能够分别从所述套筒上下两端
相向插入同一个所述挤压孔中，所述活塞通过所述上顶杆、下顶杆的顶端
的挤压压实所述膨润土样品。
进一步，所述活塞的直径大于所述上顶杆和所述下顶杆的直径。
更进一步，所述下顶杆的长度大于所述上顶杆的长度。
进一步，所述下顶杆能够将所述活塞从所述挤压孔中顶出。
进一步，各个所述上顶杆加上所述活塞后的高度一致，各个所述下顶
杆加上所述活塞后的高度一致。
进一步，上述各个部件均采用不锈钢制作。
进一步，放置在各个所述挤压孔中的所述膨润土样品等量。
本发明的有益效果在于：
1.一次可以制备多个测试用膨润土样品，提高工作效率；
2.提高了制备的测试用膨润土样品的均一性；
3.膨润土样品无需打磨，可直接用于研究测试，保证了膨润土样品
的真实性，进而保证了测试数据的可靠性。
附图说明
图1是本发明具体实施例中所提供的用于压实膨润土样品的小孔径多
孔试模的结构图；
图中：1-套筒，2-挤压孔，3-上顶杆，4-下顶杆，5-上顶板，6-下顶
板，7-活塞，8-膨润土样品。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明提供的一种用于压实膨润土样品的小孔径多孔试
模。包括设有若干挤压孔2的套筒1、上顶杆3、下顶杆4、上顶板5、下
顶板6、活塞7组成。
其中，
挤压孔2设置在套筒1上，贯通套筒1上下两端表面；
两个活塞7为一对，能够放入挤压孔2中，相对的两个活塞7之间用
于放置膨润土样品8；
上顶板5、下顶板6分别设置在套筒1的上下两端，用于同外部的挤
压机相连，传递挤压机的压力；
上顶杆3设置在上顶板5上，下顶杆4设置在下顶板6上，上顶杆3、
下顶杆4一一相对，相对应的上顶杆3、下顶杆4能够分别从套筒1上下
两端相向插入同一个挤压孔2中，活塞7通过上顶杆3、下顶杆4的顶端
的挤压压实膨润土样品8。
在本实施例中，套筒1为圆柱状，小孔径多孔试模所设置挤压孔2为
4个，均匀对称地设置在套筒1的柱体中心四周，上顶杆3、下顶杆4各为
4根，相应的活塞7为8个。
活塞7的直径大于上顶杆3和下顶杆4的直径，略微小于挤压孔2的
直径，这样既可以保证活塞7能够顺利在挤压孔2中移动和进出，又能够
防止膨润土样品8从挤压孔2中撒漏，并保证对膨润土样品8的挤压效果。
下顶杆4的长度大于上顶杆3的长度，下顶杆4能够将活塞7从挤压
孔2中顶出。
各个上顶杆3加上活塞7后的高度一致，各个下顶杆4加上活塞7后
的高度一致。
本发明所提供的用于压实膨润土样品的小孔径多孔试模的上述各个
部件均采用不锈钢制作。
放置在各个挤压孔2中的膨润土样品8是等量的。
在本实施例中，套筒1采用直径为10cm，高度为10cm的不锈钢柱体
制作，挤压孔2直径为1cm；上顶板5、下顶板6均采用直径10cm、厚2cm
的不锈钢圆板制作，上顶杆3和下顶杆4采用直径0.9cm的不锈钢柱制作，
其中上顶杆3的长度为5cm，下顶杆4的长度为10cm；活塞7的直径为
0.98cm，高度为1cm。此外，必须对加工的小孔径多孔试模进行合格检查，
确定在小孔径多孔试模的4个挤压孔2中，上、下顶杆和活塞的总高度是
一致的。检查方法是使用游标卡尺对已加工的上、下顶杆和活塞进行测量，
测试的高度相差不超过0.1mm为合格。也就是4个上顶杆3加上活塞7后，
4个活塞7的高度相互之间不超过0.1mm，基本处于一个平面内，下顶杆4
和活塞7的测量也采用同样的方式和标准。
最后举例说明本发明所提供的一种用于压实膨润土样品的小孔径多
孔试模在实际当中的应用。
首先，将套筒1置于试验台上，在相应的挤压孔2中放置每对活塞7
中的一个，然后准确称取定量的膨润土样品8放置于挤压孔2中(每个挤
压孔2中的膨润土样品8都是等量的)，使用细铁丝将膨润土样品8的上
表面平整后放入配对的另一块活塞2(使膨润土样品8夹在两块活塞7之
间)，然后将配对的上顶板5、下顶板6放置于套筒1的上下两端，将上
顶板5上的上顶杆3和下顶板6上的下顶杆4插入对应的挤压孔2的上下
两端，则小孔径多孔试模装配完成，将装好样品的小孔径多孔试模放在压
力机上进行样块压制，压制结束利用10cm长的下顶杆4进行脱模取出样品
(即使用下顶杆4将活塞4和压制后的膨润土样品8由下向上从挤压孔2
中顶出)，最后清理小孔径多孔试模进行下一组样品的制备。
本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技
术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技
术创新范围。