CN112659330B - 米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具及砌块制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高放废物地质处置缓冲回填材料大型砌块制备领域，具体涉及一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具及砌块制备方法。本发明中，2个凹模座一与2个凹模座二交叉连接，构成方形结构，凹模内衬安装在凹模座一和凹模座二的内壁，凹模座一、凹模座二、凹模内衬构成一个整体凹模；凸模座的底部安装有凸模衬板，凸模座与凸模衬板构成一个整体凸模，凸模和凹模配合；定位挡安装在底板的凹槽内；压板放置于定位挡的上面紧固；凹模放置在底板上，通过定位挡限位。本发明可压制边长为0.4～0.7m，高度为0.2～0.5m，干密度为1.4～1.9g/cm³的工程尺度的回填材料大型砌块样品，为开展地下实验室缓冲回填材料现场原位试验提供原料基础和技术支撑。

Description

米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具及砌块制备方法

技术领域

本发明属于高放废物地质处置缓冲回填材料大型砌块制备领域，具体涉及一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具及砌块制备方法。

背景技术

我国的高放废物采用的是深地质处置方式，利用人工屏障(废物罐、缓冲材料、回填材料等)及天然屏障(地下岩体)组成的多重屏障系统阻滞核素迁移。缓冲材料是填充在处置坑内，处于废物罐和围岩之间的屏障材料，而处置巷道和主巷道均将由回填材料填满。国内外研究表明，以蒙脱石为主要成分的膨润土被认为是高放废物地质处置最适宜的缓冲回填材料基材。

回填材料主要由蒙脱石含量低的膨润土或膨润土-花岗岩碎屑等材料组成，通常以砌块堆砌的形式填满整个处置巷道。为了掌握回填材料的工程特性，世界各国开展的地下实验室现场原位试验的研究工作，部分采用的是回填材料预制砌块。回填材料砌块主要采用静力压实的制备方式生产，目前国内压制的膨润土块体都是基于室内规模且手工可操作的中小型样品，其重量最大也不过几公斤而已，尺寸最大也不过十几厘米。考虑到此类压制方案不管是从体量上，还是效率上均不再适用于今后开展1:1的大型室内和地下实验室现场原位试验需求，急需掌握一种米级尺度的缓冲回填材料大型砌块制备技术和工艺流程。因此建立一种适合机械化、工业化批量生产的缓冲回填材料大型砌块制备方法具有重要的现实意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具及砌块制备方法，可压制边长为0.4～0.7m，高度为0.2～0.5m，干密度为1.4～1.9g/cm³的工程尺度的回填材料大型砌块样品，为开展地下实验室缓冲回填材料现场原位试验提供原料基础和技术支撑。

本发明采用的技术方案：

一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，包括底板、凹模座一、凸模座、凹模内衬、定位挡、凹模座二，凹模座一正视为长方形，俯视为梯形台结构，凹模座二正视也为长方形，俯视与凹模座一配合；2个凹模座一与2个凹模座二交叉连接，构成方形结构，凹模内衬安装在凹模座一和凹模座二的内壁，凹模座一、凹模座二、凹模内衬构成一个整体凹模；凸模座的底部安装有凸模衬板，凸模座与凸模衬板构成一个整体凸模，凸模和凹模配合；底板的顶面加工有与定位挡匹配的凹槽，定位挡安装在凹槽内；凹槽内加工有螺栓孔，压板放置于定位挡的上面，通过螺栓将其紧固；凹模放置在底板上，通过定位挡限位。

凹模组合形成的方形较压制的方形砌块单边长度小1～2mm。

所述凸模座尺寸较凸模衬板小2～4mm。

所述凸模和凹模合模后，凸模衬板和凹模内衬之间的单边间隙为0.1mm。

所述凹模座一、凹模座二、凹模内衬的设计高度为拟压制砌块高度的2倍，再加上1～2cm的导向高度；所述凸模座和凸模衬板的整体设计高度要大于凹模高度5～10cm；所述底板尺寸要匹配凹模座一、凹模座二和定位挡，并预留出相应操作空间。

所述凹模座一、凹模座二、、凸模座、定位挡和压板的材质为45#钢，所述凹模内衬、凸模衬板和底板采用4Cr13材料。

所述凹模内衬、凸模衬板和底板与压制的方形砌块膨润土接触，淬火硬度为HRC55-60，淬硬层不低于5mm。

所述底板和凸模平面度不大于0.2mm，凹模与底板之间的配合面与凹模内侧壁的垂直度不大于0.2mm。

所述凹模座一、凹模座二、凹模内衬均设计成凸型结构，便于合模对齐；为便于吊装；凹模座内侧采用倾斜角为8.7°的斜面结构，凹模内衬外侧采用倾斜角为8.7°的斜面结构与凹模座斜面结构配合，以方便吊装和拆卸；所述凸模衬板中间略微凸起，凸模座底部设有与之匹配的凹陷，使之方便对齐平整。

一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具的方形砌块制备方法，包括如下步骤：

步骤1、模具组装

首先把所有部件清理干净，将底板水平放置于可承重地面上；将定位挡放置于底板凹槽内；将吊耳与凹模内衬连接后，在底板的中央位置按照方形形状顺序围绕拼接成一个方形；将凹模座一和凹模座二沿着定位挡和凹模内衬之间的缝隙顺序摆放，再利用螺栓将整个凹模座与凹模内衬锁紧成型；将压板放置于定位挡的上面，再利用螺栓将其紧固，压紧凹模座防止其向上移动；利用螺栓将凸模衬板和凸模座紧固连接；将凡士林或润滑油均匀涂抹在凹模内衬和底板上，防止砌块在高压作用下粘连底板，至此模具组装步骤基本完成；

步骤2、原料准备

压制之前，按照土工试验方法标准测定原料桶内不同位置处的含水率，取样点应具有代表性且不应少于3处，取各测值的平均值作为膨润土原料的当前含水率；根据预压样品的干密度、尺寸和含水量，计算并称量相应质量的膨润土原料；将原料分层均匀填入模具内，每填入5～10cm，均采用中空圆棒捣实，再用平板刮平表面，最后将模具内壁粘黏的浮土清理干净，以方便合模；

步骤3、压制准备

吊起凸模座，观察凸模座是否水平，如不水平，需要找平后再进行合模；将凸模座的底部对准凹模内衬空间，缓慢下落，下落速度设置为0.2～0.5mm/s，在出现原料扬起时，降低下落速度；在凸模座下落卡顿时，调整天车使其微微向上吊起，至自动或手动找平后再缓慢下落直至底部与原料完成接触，完成合模；启动压力机，将压力机上横梁向上移动，保证压力机上横梁和压力机载物台之间空间可完全容纳模具整体高度；将压力机载物台移出压力机下方，利用天车吊起底板吊耳，将方形模具整体吊装至压力机载物台的正中央；将压力机载物台移动至压力机下方，使模具、压力机上横梁和压力机载物台的中心点在同一条垂直线上；将压力机载物台向上移动，使之脱离轨道束缚；再将压力机上横梁向下移动，使其与凸模座的顶面距离3～5mm；

步骤4、机械压制

在预压紧阶段，将压力机设置成位移控制模式，以1～2mm/min的速率向上移动压力机载物台，设定目标值为压力50～100kN；此步的主要目的是将凸模座顶面与压力机上横梁对齐找平，保证砌块样品顶面平整度；在恒定速率加载阶段，将压力机设置成位移控制模式，以5～10mm/min的速率向上移动压力机载物台，设定目标值为预压样品高度；在持荷阶段，将压力机设置成保持位移值不变，持荷20～30min；在卸荷阶段，将压力机设置成位移控制模式，以1～2mm/min的速率向下移动压力机载物台，设置目标值为试验力为0；试验力至零后，将压制数据保存到电脑上，将压力机载物台以最快速率下降至最底部，然后移出压力机载物台；

步骤5、模具拆卸

制备完成后，将方形模具吊装至开阔区域，移除压板；按对角顺序，先一环一环的松动凹模座之间下部紧固的螺栓，再松动上部紧固的螺栓，但不能完全让其脱离；所有螺栓松动后，将吊环与凹模座连接，用天车吊起凹模座的吊耳，天车车钩需要基本在方形模具中心位置，防止起吊时凹模座侧偏，损坏砌块表面，将凹模座整体吊出后妥善放置；吊装凹模内衬时，要使其偏向外侧起升，防止起吊时凹模内衬侧偏，碰撞砌块样品；所有凹模内衬吊装完成后，吊起凸模座，防止起吊时凸模座侧偏，磕碰压实样品，至此砌块样品就留在底板中央；

步骤6、样品测量及包装

清理砌块顶部和底板上的浮土后，对砌块的顶面和四个侧面均拍照记录，采用游标卡尺或直尺分别测量并记录方形砌块不同侧面方向上的14个长度值R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13和R14；再采用高度尺或直尺分别测量并记录方形砌块不同位置处的8个高度值H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7和H8；将保鲜膜和塑料布铺设在专用托盘上，放置在相应适宜的天平上，进行清零操作；再采用真空吸盘装置将砌块吸起，放置在专用托盘的中央位置，称量并记录其质量；质量测试完毕后，将托盘连同砌块样品整体搬运至指定位置，再用保鲜膜和塑料布完全密封包裹在砌块四周和顶面，外面再用胶带将其缠绕包严，使之与外界空气隔绝；最后对所有部件进行彻底清理，并涂抹防锈剂，方便后续组装使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，采用分体式结构组合方式，结构简单实用，可以不定期更换(如衬板、螺栓、压板等)易损易耗配件，延长模具的使用寿命。

(2)本发明提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，设置了定位挡装置，组装和拆卸精准便捷，适用于机械化操作和工业化批量生产，生产效率大大提高。

(3)本发明提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，各部件具有强度大、硬度高的特点，适用于制备工程尺度的高压实膨润土砌块。

(4)本发明提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，设置了压板装置，可防止模具在高压作用下向上移动，有效保障砌块压制成型效果。

(5)本发明提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其主要部件采用了加强筋结构，并在凸模座中间采用减重孔方式，可有效保证使用强度的同时降低造价，起重操作也更加安全。

(6)本发明提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块制备方法，包括模具组装、原料准备、压制准备、机械压制、模具拆卸和样品测量及包装的全流程，内容全面、流程完整，适用于机械化操作和工业化批量生产制备大型高压实膨润土砌块。

(7)本发明提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块制备方法，其制备出的砌块样品完整、均匀，无破损现象，其平面度和外形轮廓尺寸参数符合地下实验室现场原位试验的需求。

附图说明

图1为本发明提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块制备方法中组装的压制模具俯视图；

图2为本发明提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块制备方法的压制截面示意图；

图3为本发明提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具的凹模座平视图；

图4为本发明提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具的凹模座俯视图；

图5为本发明提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块制备方法压制的方形砌块尺寸测量示意图。

图中：1-底板、2-凹模座一、3-螺栓、4-凸模座、5-凹模内衬、6-定位挡、7-凹模座二、8-底板吊耳、9-压板、10-凸模座吊耳、11-螺栓、12-凸模衬板、13-螺栓、14-吊环孔、15-螺栓孔、16-压力机上横梁、17-压力机载物台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具及砌块制备方法作进一步详细说明。

如图1和2所示，本发明提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，该模具主要包括底板1、凹模座一2、凸模座4、凹模内衬5、定位挡6、凹模座二7，该模具组装后可用于制备边长为0.5m的方形且高度可调整的回填材料大型方形砌块。

如图3和4所示，凹模座一2正视为长方形，俯视为梯形台结构，凹模座二7正视也为长方形，俯视与凹模座一2配合。

2个凹模座一2与2个凹模座二7交叉连接，构成方形结构，凹模内衬5安装在凹模座一2和凹模座二7的内壁，凹模座一2、凹模座二7、凹模内衬5构成一个整体凹模；整体凹模组合形成的方形较压制的方形砌块单边长度小1～2mm。

为方便合模和拆卸，所述凸模座4尺寸较凸模衬板12小2～4mm，以防止出现卡模现象。凸模座4的底部通过螺栓13安装有凸模衬板12，凸模座4与凸模衬板12构成一个整体凸模，凸模和凹模合模后，凸模衬板12与凹模内衬5之间的单边间隙为0.1mm。凸模座4侧边设有凸模座吊耳10；底板1的顶面加工有4个与定位挡6匹配的凹槽，定位挡6安装在凹槽内；凹槽内加工有螺栓孔，压板9放置于定位挡6的上面，通过螺栓3将其紧固；凹模放置在底板1上，通过定位挡6限位；

所述凹模座一2、凹模座二7、凹模内衬5的设计高度为拟压制砌块高度的2倍，再加上1～2cm的导向高度；所述凸模座4和凸模衬板12的整体设计高度要大于凹模高度5～10cm；所述底板1尺寸要匹配凹模座一2、凹模座二7和定位挡6，并预留出相应操作空间。

所述凹模座一2、凹模座二7、、凸模座4、定位挡6和压板9的材质为45#钢，所述凹模内衬5、凸模衬板12和底板1采用4Cr13材料，所述螺栓采用高强度螺栓。

所有与膨润土接触的凹模内衬5、凸模衬板12和底板1淬火硬度为HRC55-60，淬硬层不低于5mm。

所述底板1和凸模平面度不大于0.2mm，凹模与底板1之间的配合面与凹模内侧壁的垂直度不大于0.2mm。

所述凹模座一2、凹模座二7、凸模座4的外侧均采用加强筋结构，提高模具的整体强度和使用寿命。

所述凹模座一2、凹模座二7、凹模内衬5均设计成凸型结构，便于合模对齐；为便于吊装，凹模座上留有吊环孔14、螺栓孔15，凹模内衬5顶部均设置吊环孔；如图2所示，凹模座内侧采用倾斜角为8.7°的斜面结构，凹模内衬5外侧采用倾斜角为8.7°的斜面结构与凹模座斜面结构配合，以方便吊装和拆卸。

所述凸模座4采用整体式结构，凸模座4中间设置圆形减重孔，在两边设置2个凸模座吊耳10方便吊装；所述凸模衬板12设计成中间略微凸起型，凸模座4底部设计成与之匹配的凹陷型，使之方便对齐平整，凸模衬板12加工有5个与螺栓13匹配的螺栓孔；所述凸模衬板12位于凸模座4底部，为防止砌块有压痕，采用5个螺栓13从上面反把。

所述底板1的顶面加工有4个与定位挡6匹配的凹槽，加工有与螺栓3匹配的螺栓孔，两个侧面各设置了2个与底板吊耳8匹配的吊耳孔。

本发明提供的一种米级尺度回填材料大型方形砌块制备方法，主要包括模具组装、原料准备、压制准备、机械压制、模具拆卸和样品测量及包装的全流程，具体实施步骤如下：

1、模具组装

(1)首先把所有部件清理干净，将底板吊耳8与底板1紧固连接，采用天车将底板1水平放置于可承重地面上；

(2)将四个定位挡6放置于底板1凹槽内；

(3)将吊耳与凹模内衬5连接后，在底板1的中央位置按照方形形状顺序围绕拼接成一个方形；

(4)将吊耳与凹模座连接后，采用天车将凹模座一2和凹模座二7沿着定位挡6和凹模内衬5之间的缝隙顺序摆放，再利用螺栓11将整个凹模座与凹模内衬5锁紧成型；

(5)将四个压板9放置于定位挡6的上面，再利用螺栓3将其紧固，压紧凹模座防止其向上移动；

(6)利用螺栓13将凸模衬板12和凸模座4紧固连接；

(7)将凡士林或润滑油均匀涂抹在凹模内衬5和底板1上，防止砌块在高压作用下粘连底板，至此模具组装步骤基本完成。

2、原料准备

(1)压制之前，按照土工试验方法标准测定原料桶内不同位置处的含水率，取样点应具有代表性且不应少于3处，取各测值的平均值作为膨润土原料的当前含水率；

(2)根据预压样品的干密度、尺寸和含水量，计算并称量相应质量的膨润土原料；

(3)将原料分层均匀填入模具内，每填入5～10cm，均采用中空圆棒捣实，再用平板刮平表面，最后将模具内壁粘黏的浮土清理干净，以方便合模。

3、压制准备

(1)采用天车吊起凸模座吊耳10，观察凸模座4是否水平，如不水平，需要找平后再进行合模；

(2)将凸模座4的底部对准凹模内衬5空间，缓慢下落，下落速度设置为0.2～0.5mm/s，在出现原料扬起时，降低下落速度；在凸模座4下落卡顿时，调整天车使其微微向上吊起，至自动或手动找平后再缓慢下落直至底部与原料完成接触，完成合模；

(3)启动压力机，将压力机上横梁16向上移动，保证压力机上横梁16和压力机载物台17之间空间可完全容纳模具整体高度；

(4)将压力机载物台17移出压力机下方，利用天车吊起底板吊耳8，将方形模具整体吊装至压力机载物台17的正中央；

(5)将压力机载物台17移动至压力机下方，使模具、压力机上横梁16和压力机载物台17的中心点在同一条垂直线上；

(6)将压力机载物台17向上移动，使之脱离轨道束缚；再将压力机上横梁16向下移动，使其与凸模座4的顶面距离3～5mm。

4、机械压制

(1)在预压紧阶段，将压力机设置成位移控制模式，以1～2mm/min的速率向上移动压力机载物台17，设定目标值为压力50～100kN；此步的主要目的是将凸模座4顶面与压力机上横梁16对齐找平，保证砌块样品顶面平整度；

(2)在恒定速率加载阶段，将压力机设置成位移控制模式，以5～10mm/min的速率向上移动压力机载物台17，设定目标值为预压样品高度；

(3)在持荷阶段，将压力机设置成保持位移值不变，持荷20～30min；

(4)在卸荷阶段，将压力机设置成位移控制模式，以1～2mm/min的速率向下移动压力机载物台17，设置目标值为试验力为0；

(5)试验力至零后，将压制数据保存到电脑上，将压力机载物台17以最快速率下降至最底部，然后移出压力机载物台17。

5、模具拆卸

(1)制备完成后，采用天车吊起底板吊耳8，将方形模具吊装至开阔区域，按对角顺序松动螺栓3，移除压板9；

(2)按对角顺序，先一环一环的松动凹模座之间下部紧固的螺栓11，再松动上部紧固的螺栓11，但不能完全让其脱离；

(3)所有螺栓11松动后，将吊环与凹模座连接，用天车吊起凹模座的吊耳，天车车钩需要基本在方形模具中心位置，防止起吊时凹模座侧偏，损坏砌块表面，将凹模座整体吊出后妥善放置；

(4)将吊耳与所有凹模内衬5连接，吊装时使天车车钩与凹模内衬5中心位置对齐后，要使其偏向外侧起升，防止起吊时凹模内衬5侧偏，碰撞砌块样品；

(5)所有凹模内衬5吊装完成后，采用天车吊起凸模座吊耳10，在起吊时，天车车钩需要基本在凸模座4的中心位置，防止起吊时凸模座4侧偏，磕碰压实样品，至此砌块样品就留在底板中央。

6、样品测量及包装

(1)清理砌块顶部和底板上的浮土后，对砌块的顶面和四个侧面均拍照记录，采用游标卡尺或直尺分别测量并记录方形砌块不同侧面方向上的14个长度值R1(AB)、R2(BC)、R3(CD)、R4(DA)、R5(EG)、R6(FH)、R7(IJ)、R8(JK)、R9(KL)、R10(LI)、R11(NO)、R12(OP)、R13(PM)和R14(MN)；再采用高度尺或直尺分别测量并记录方形砌块不同位置处的8个高度值H1(A)、H2(B)、H3(C)、H4(D)、H5(E)、H6(F)、H7(G)和H8(H)；

(2)将保鲜膜和塑料布铺设在专用托盘上，放置在相应适宜的天平上，进行清零操作；再采用真空吸盘装置将砌块吸起，放置在专用托盘的中央位置，称量并记录其质量；

(3)质量测试完毕后，将托盘连同砌块样品整体搬运至指定位置，再用保鲜膜和塑料布完全密封包裹在砌块四周和顶面，外面再用胶带将其缠绕包严，使之与外界空气隔绝；

(4)最后对所有部件进行彻底清理，并涂抹防锈剂，方便后续组装使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：包括底板、凹模座一、凸模座、凹模内衬、定位挡、凹模座二，凹模座一正视为长方形，俯视为梯形台结构，凹模座二正视也为长方形，俯视与凹模座一配合；2个凹模座一与2个凹模座二交叉连接，构成方形结构，2个所述凹模座一和2个所述凹模座二通过螺栓紧固连接，凹模内衬安装在凹模座一和凹模座二的内壁，所述凹模座一、凹模座二、凹模内衬均设计成凸型结构，所述凹模座内侧采用倾斜角为8.7°的斜面结构，凹模内衬外侧采用倾斜角为8.7°的斜面结构与凹模座斜面结构配合，所述凹模座一和凹模座二置于凹模内衬与定位挡的缝隙，凹模座一、凹模座二、凹模内衬构成一个整体凹模；凸模座的底部安装有凸模衬板，凸模座与凸模衬板构成一个整体凸模，凸模和凹模配合；底板的顶面加工有与定位挡匹配的凹槽，定位挡安装在凹槽内；凹槽内加工有螺栓孔，压板放置于定位挡的上面，通过螺栓将其紧固；凹模放置在底板上，通过定位挡限位；所述底板尺寸要匹配凹模座一、凹模座二和定位挡，并预留出相应操作空间。

2.根据权利要求1所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：凹模组合形成的方形较压制的方形砌块单边长度小1～2mm。

3.根据权利要求1所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：所述凸模座尺寸较凸模衬板小2～4mm。

4.根据权利要求1所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：所述凸模和凹模合模后，凸模衬板与凹模内衬之间的单边间隙为0.1mm。

5.根据权利要求1所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：所述凹模座一、凹模座二、凹模内衬的设计高度为拟压制砌块高度的2倍，再加上1～2cm的导向高度；所述凸模座和凸模衬板的整体设计高度要大于凹模高度5～10cm。

6.根据权利要求1所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：所述凹模座一、凹模座二、凸模座、定位挡和压板的材质为45#钢，所述凹模内衬、凸模衬板和底板采用4Cr13材料。

7.根据权利要求1所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：所述凹模内衬、凸模衬板和底板与压制的方形砌块膨润土接触，淬火硬度为HRC55-60，淬硬层不低于5mm。

8.根据权利要求1所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：所述底板和凸模平面度不大于0.2mm，凹模与底板之间的配合面与凹模内侧壁的垂直度不大于0.2mm。

9.根据权利要求1所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具，其特征在于：所述凸模衬板中间略微凸起，凸模座底部设有与之匹配的凹陷，使之方便对齐平整。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种米级尺度回填材料大型方形砌块压制模具的方形砌块制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤(1)、模具组装

首先把所有部件清理干净，将底板水平放置于可承重地面上；将定位挡放置于底板凹槽内；将吊耳与凹模内衬连接后，在底板的中央位置按照方形形状顺序围绕拼接成一个方形；将凹模座一和凹模座二沿着定位挡和凹模内衬之间的缝隙顺序摆放，再利用螺栓将整个凹模座与凹模内衬锁紧成型；将压板放置于定位挡的上面，再利用螺栓将其紧固，压紧凹模座防止其向上移动；利用螺栓将凸模衬板和凸模座紧固连接；将凡士林或润滑油均匀涂抹在凹模内衬和底板上，防止砌块在高压作用下粘连底板，至此模具组装步骤基本完成；

步骤(2)、原料准备

压制之前，按照土工试验方法标准测定原料桶内不同位置处的含水率，取样点应具有代表性且不应少于3处，取各测值的平均值作为膨润土原料的当前含水率；根据预压样品的干密度、尺寸和含水量，计算并称量相应质量的膨润土原料；将原料分层均匀填入模具内，每填入5～10cm，均采用中空圆棒捣实，再用平板刮平表面，最后将模具内壁粘黏的浮土清理干净，以方便合模；

步骤(3)、压制准备

吊起凸模座，观察凸模座是否水平，如不水平，需要找平后再进行合模；将凸模座的底部对准凹模内衬空间，缓慢下落，下落速度设置为0.2～0.5mm/s，在出现原料扬起时，降低下落速度；在凸模座下落卡顿时，调整天车使其微微向上吊起，至自动或手动找平后再缓慢下落直至底部与原料完成接触，完成合模；启动压力机，将压力机上横梁向上移动，保证压力机上横梁和压力机载物台之间空间可完全容纳模具整体高度；将压力机载物台移出压力机下方，利用天车吊起底板吊耳，将方形模具整体吊装至压力机载物台的正中央；将压力机载物台移动至压力机下方，使模具、压力机上横梁和压力机载物台的中心点在同一条垂直线上；将压力机载物台向上移动，使之脱离轨道束缚；再将压力机上横梁向下移动，使其与凸模座的顶面距离3～5mm；

步骤(4)、机械压制

在预压紧阶段，将压力机设置成位移控制模式，以1～2mm/min的速率向上移动压力机载物台，设定目标值为压力50～100kN；此步的主要目的是将凸模座顶面与压力机上横梁对齐找平，保证砌块样品顶面平整度；在恒定速率加载阶段，将压力机设置成位移控制模式，以5～10mm/min的速率向上移动压力机载物台，设定目标值为预压样品高度；在持荷阶段，将压力机设置成保持位移值不变，持荷20～30min；在卸荷阶段，将压力机设置成位移控制模式，以1～2mm/min的速率向下移动压力机载物台，设置目标值为试验力为0；试验力至零后，将压制数据保存到电脑上，将压力机载物台以最快速率下降至最底部，然后移出压力机载物台；

步骤(5)、模具拆卸

制备完成后，将方形模具吊装至开阔区域，移除压板；按对角顺序，先一环一环的松动凹模座之间下部紧固的螺栓，再松动上部紧固的螺栓，但不能完全让其脱离；所有螺栓松动后，将吊环与凹模座连接，用天车吊起凹模座的吊耳，天车车钩需要基本在方形模具中心位置，防止起吊时凹模座侧偏，损坏砌块表面，将凹模座整体吊出后妥善放置；吊装凹模内衬时，要使其偏向外侧起升，防止起吊时凹模内衬侧偏，碰撞砌块样品；所有凹模内衬吊装完成后，吊起凸模座，防止起吊时凸模座侧偏，磕碰压实样品，至此砌块样品就留在底板中央；

步骤(6)、样品测量及包装

清理砌块顶部和底板上的浮土后，对砌块的顶面和四个侧面均拍照记录，采用游标卡尺或直尺分别测量并记录方形砌块不同侧面方向上的14个长度值R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13和R14；再采用高度尺或直尺分别测量并记录方形砌块不同位置处的8个高度值H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7和H8；将保鲜膜和塑料布铺设在专用托盘上，放置在相应适宜的天平上，进行清零操作；再采用真空吸盘装置将砌块吸起，放置在专用托盘的中央位置，称量并记录其质量；质量测试完毕后，将托盘连同砌块样品整体搬运至指定位置，再用保鲜膜和塑料布完全密封包裹在砌块四周和顶面，外面再用胶带将其缠绕包严，使之与外界空气隔绝；最后对所有部件进行彻底清理，并涂抹防锈剂，方便后续组装使用。

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