一种膨胀土微波加热改性的方法技术

本发明专利技术公开了一种改性膨胀土。本发明专利技术还公开了上述膨胀土微波加热改性的方法，将膨胀土碾碎，进行微波加热，冷却保存。本发明专利技术可以在不掺杂任何物料的条件下，显著降低膨胀土的膨胀率，为膨胀土的改良提供了一种新的方法。本发明专利技术经济成本低、节约资源、过程简单且实用方便。

【技术实现步骤摘要】
一种膨胀土微波加热改性的方法
本专利技术涉及土木工程材料
，尤其涉及一种膨胀土微波加热改性的方法。
技术介绍
膨胀土是一种富含蒙脱石等强亲水性矿物，具有吸水膨胀、失水收缩、反复胀缩变形特性的黏性土，其亲水性很强。当土样中含水率较高时，其浸水后膨胀量和膨胀力均较小，而失水后的收缩量和收缩力很大，这类土体对建筑物的危害极大。而我国是世界上膨胀土(岩)分布范围最广，面积最大的国家之一。自上世纪五十年代以来，我国陆续发现膨胀土危害的地区已达20余个省、市、自治区，几乎涵盖了除南海以外所有陆地，各地的膨胀土虽在物质成分和成因等方面不完全一样，但其共有的膨胀特性是一致的。现有相关技术多通过膨胀土改性剂，如粉煤灰、水泥、岩粉等对膨胀土的吸水膨胀、失水收缩的特性进行改性，使得膨胀土体不再容易与水分子结合。但会增加成本，降低生产效率，而且可能会造成污染。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种膨胀土微波加热改性的方法，在不掺加任何物料的情况下，使膨胀土矿物成分和分子结构发生变化，改变膨胀土湿胀干缩的特性。一种膨胀土微波加热改性的方法，将膨胀土碾碎，烘干，采用微波加热至预定时间，冷却备用。优选地，所述膨胀土中蒙脱石的含量大于30％。优选地，每1kg膨胀土所用微波加热功率≥2kW，加热时间≥3min。优选地，每1kg膨胀土所用微波加热功率为WkW，而微波加热时间为tmin，则W×t＝A，其中A为常数，A≥20。即当A为固定值时，则微波加热功率与微波加热时间呈反比。当微波加热功率升高时，微波加热时间减少；当微波加热功率降低时，则延长微波加热时间。优选地，采用具有排风功能的工业微波炉进行微波加热，微波加热过程将加热所产生的水蒸气排出。优选地，膨胀土经微波加热后，置于干燥器中进行冷却。优选地，膨胀土碾碎后过筛，筛网孔径为2mm。一种改性膨胀土，采用上述膨胀土微波加热改性的方法制得。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术利用工业微波炉对膨胀土进行微波加热，通过改变膨胀土样中的矿物成分或结构，包括粘土矿物中层间结构水的逸出、粘土矿物成分或结构的转变等方式，改变膨胀土湿胀干缩的特性，不需要添加任何物料即可对膨胀土进行改性，而且相较于其他改性方法，具有绿色环保、实用简便的特点。附图说明图1为本专利技术提出的一种膨胀土微波加热改性方法的流程示意图。图2为实施例5-7所得改性膨胀土和对比例所用膨胀土进行X射线衍射分析图谱。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1一种膨胀土微波加热改性的方法，包括如下步骤：(1)将所取块状膨胀土样碾碎并过2mm筛；(2)将1kg过筛土样用石英坩埚装样，移送至工业微波炉中；(3)将工业微波炉功率参数调整至2KW，加热时间调整至15min，启动工业微波炉进行微波加热；(4)将微波加热后土样放置于干燥器中进行冷却并保存，即完成整个土样微波加热改性过程。实施例2一种膨胀土微波加热改性的方法，包括如下步骤：(1)将所取块状膨胀土样碾碎并过2mm筛；(2)将1kg过筛土样用石英坩埚装样，移送至工业微波炉中；(3)将工业微波炉功率参数调整至2KW，加热时间调整至10min，启动工业微波炉进行微波加热；(4)将微波加热后土样放置于干燥器中进行冷却并保存，即完成整个土样微波加热改性过程。实施例3一种膨胀土微波加热改性的方法，包括如下步骤：(1)将所取块状膨胀土样碾碎并过2mm筛；(2)将1kg过筛土样用石英坩埚装样，移送至工业微波炉中；(3)将工业微波炉功率参数调整至6KW，加热时间调整至5min，启动工业微波炉进行微波加热；(4)将微波加热后土样放置于干燥器中进行冷却并保存，即完成整个土样微波加热改性过程。实施例4一种膨胀土微波加热改性的方法，包括如下步骤：(1)将所取块状膨胀土样碾碎并过2mm筛；(2)将1kg过筛土样用石英坩埚装样，移送至工业微波炉中；(3)将工业微波炉功率参数调整至6KW，加热时间调整至10min，启动工业微波炉进行微波加热；(4)将微波加热后土样放置于干燥器中进行冷却并保存，即完成整个土样微波加热改性过程。实施例5一种膨胀土微波加热改性的方法，包括如下步骤：(1)将所取块状膨胀土样碾碎并过2mm筛；(2)将1kg过筛土样用石英坩埚装样，移送至工业微波炉中；(3)将工业微波炉功率参数调整至4KW，加热时间调整至5min，启动工业微波炉进行微波加热；(4)将微波加热后土样放置于干燥器中进行冷却并保存，即完成整个土样微波加热改性过程。实施例6一种膨胀土微波加热改性的方法，包括如下步骤：(1)将所取块状膨胀土样碾碎并过2mm筛；(2)将1kg过筛土样用石英坩埚装样，移送至工业微波炉中；(3)将工业微波炉功率参数调整至4KW，加热时间调整至10min，启动工业微波炉进行微波加热；(4)将微波加热后土样放置于干燥器中进行冷却并保存，即完成整个土样微波加热改性过程。实施例7一种膨胀土微波加热改性的方法，包括如下步骤：(1)将所取块状膨胀土样碾碎并过2mm筛；(2)将1kg过筛土样用石英坩埚装样，移送至工业微波炉中；(3)将工业微波炉功率参数调整至4KW，加热时间调整至15min，启动工业微波炉进行微波加热；(4)将微波加热后土样放置于干燥器中进行冷却并保存，即完成整个土样微波加热改性过程。对比例本专利技术以未经过任何处理过的膨胀土样作为对比例。将实施例5-7所得改性膨胀土和对比例所用膨胀土进行X射线衍射分析测试，如图2所示。参照图2，本申请人进行举例说明：2θ＝18°处，由蒙脱石转变为伊利石；而2θ＝70°处，蒙脱石的波峰经微波处理后消失；2θ＝73°处，蒙脱石转变为伊利石。因此，图2可以证实：膨胀土经微波加热改性后，各矿物成分会发生较大变化。进一步将实施例5-7所得改性膨胀土和对比例所用膨胀土进行X射线荧光光谱分析测试，各组试样的氧化物含量如下：由上边可以进一步看出，随着膨胀土不断吸收微波辐射，使其中氧化物含量不断发生变化，如MgO含量由对比例中2.06％下降至0.69％，Fe2O3含量由对比例中5.74％上升至8.22％。将实施例5-7所得改性膨胀土和对比例所用膨胀土按《公路土工试验规程》(JTGE40-2007)进行自由膨胀率、无荷膨胀率的试验，其结果如下：膨胀性指标实施例5实施例6实施例7对比例自由膨胀率，％52.6...

【技术保护点】
1.一种膨胀土微波加热改性的方法，其特征在于，将膨胀土碾碎，烘干，采用微波加热至预定时间，冷却备用。/n

【技术特征摘要】
1.一种膨胀土微波加热改性的方法，其特征在于，将膨胀土碾碎，烘干，采用微波加热至预定时间，冷却备用。


2.根据权利要求1所述膨胀土微波加热改性的方法，其特征在于，所述膨胀土中蒙脱石的含量大于30％。


3.根据权利要求1所述膨胀土微波加热改性的方法，其特征在于，每1kg膨胀土所用微波加热功率≥2kW，加热时间≥3min。


4.根据权利要求1或3所述膨胀土微波加热改性的方法，其特征在于，每1kg膨胀土所用微波加热功...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚华彦，鲁建国，张振华，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34