压实膨润土是高放射性废物地质处置中用于阻止核素迁移的理想缓冲/回填材料。当前,我国膨润土缓冲/回填材料的研究处于小尺寸试样向大体积压实试块过渡的研究阶段。在大体积压实试块制备阶段,生产出高质量的均匀压实膨润土砌块成为当前研究的重要问题。膨润土塑性极强,加水过程中液态水与膨润土难以混合均匀,导致膨润土产生团聚,团聚体与周围膨润土粉末工程性质有着明显区别,影响压实膨润土的均匀性。提高物料混合均匀性从而改善压实膨润土均匀性,成为当前缓冲回填材料放大试验研究阶段研究重点。试验选用高庙子膨润土作为研究材料,设计含水率在5%~30%间,采用冰-土混合法(将水以<1mm固态粉状冰的形式加入膨润土中)来调配膨润土含水率,并与传统的喷水混合法进行对比。采用筛孔直径分别为10 mm、5 mm、2 mm、1 mm、0.50 mm、0.25 mm的土壤筛将加水产生的团聚体依粒径大小来分离成不同的粒径组,测试不同粒径组团聚体的含水率、干密度、干缩率等性质差异,评价散土内部不均匀性,并给出反映含水率分布均匀程度的定量化指标(P)。并且,采用压实样断面拍照、电镜扫描及撞击劈裂等方法,分析不同加水方法导致的压实样在干缩裂纹和强度上的差异。研究结果显示:加水产生的团聚体,相对于周围的膨润土粉末,具有更高的含水率、干缩率,较低的干密度;含水率的不均匀分布造成了膨润土散土样的性质不均匀性。类比离散度公式,试样内部含水率的不均匀性可用P值定量化描述。P值表明,相对于传统的喷水混合法,冰-土混合法所得膨润土试样含水率分布的均匀性明显提高;压实后土样断面湿度更均匀,压实样干燥后不均匀收缩裂纹较少、力学强度较大。与喷水混合法相比,冰-土混合法的混合效率高,膨润土黏附质量损失少,土样的实际含水率更集中于目标含水率,团聚体的含量明显减少。微波辅助解冻法可以用来提高冰-膨润土混合物的解冻效率,而对团聚体含量影响较小。试验研究表明:采用冰-土混合法调配含水率能明显提高压实膨润土性质的均匀性,且膨润土的加水混合效率更高,是较有前途的技术开发方向。