一种改善膨胀土性质的抽屉式微波辐照装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种改善膨胀土性质的抽屉式微波辐照装置，主要由微波设备腔体、微波装载抽屉、抽屉转轮、抽屉把手、碳化硅板、微波发射装置、微波、排气风口、冷却水系统、连接电线、微波加热功率控制设备、膨胀土、承载机架组成；本装置利用微波辐照膨胀土材料，经微波处理后，膨胀土材料的不良性质得到改善，强度增强，能代替传统砂石土材料进行不良地基的置换，节约经济成本，提高施工进度；本装置原理简单、新颖，工程应用价值高。工程应用价值高。工程应用价值高。

【技术实现步骤摘要】
一种改善膨胀土性质的抽屉式微波辐照装置


[0001]本技术涉及道路工程以及膨胀土地基处理领域，具体为利用微波设备来改善膨胀土性质的装置。

技术介绍

[0002]随着我国基础设施建设的高速发展，不良地基的处理得到很大的重视。不良地基具有压缩性高，不易达到稳定状态、抗剪强度低、透水性很低等特性。在现阶段的对于不良地基的处理方法，一般用置换的方法来改善其性质，如换填法和砂石桩法，换填法一般将不良土质去除，然后用稳定性好的砂石土回填并压实或夯实；砂石桩法主要采用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将砂或碎石挤压入已成的孔中，形成密实的桩体。通过置换作用，砂石桩与周围土形成复合地基，从而提高软土地基的承载力。由于在一些地区，要想获得合适且级配良好的砂石料，需要从其他地方运输砂石料到施工现场，因此砂石料的运输变得比较困难，大大地增加了经济成本和时间成本。
[0003]西南地区在处理不良地基的过程中一般会开挖出大量的膨胀土，由于膨胀土是一种高塑性黏土，土中含有较多的伊利石、蒙脱石等黏性矿物，因此具有很强的亲水性。当浸水后体积会发生剧烈膨胀，缩水后体积显著收缩，强度衰减，性质很不稳定，不能直接作为地基换填材料直接压实使用。如果可以处理并改善这部分膨胀土的性质，使其类似与砂石土般稳定。从而就可以代替砂石土材料进行不良地基的置换，这将会节约大量的经济成本，并提高施工进度，大大缓解填料的来源需求，减少对膨胀土填埋所用占地。
[0004]微波作为一种新型加热技术，在岩土工程领域被广泛使用，它具有加热速度快、节能高效、易控制、安全无害等特点。微波加热通过对加热体施加一个高频电磁场，依靠物体吸收微波将其转化成热能，穿透加热体内部，通过偶极分子高频往复运动，产生“内摩擦热”，不需任何热传导过程，能使加热体里外温度同时升高，加热速度快且受热均匀，而且具有自动热平稳性能，是一种新型友好型加热技术。运用微波可以加热膨胀土，实验验证微波辐照时高温的形成促进了膨胀土中黏土矿物一系列物理化学反应的进行，从而改变了膨胀土的结构和化学成分，宏观上表现为膨胀土水稳定性等性质发生改变，膨胀土经微波处理后工程性能得到改良，明显改善其膨胀性，能满足换填材料的要求，综上所述，微波辐照改善膨胀土的性质使其能代替砂石土材料进行置换具有较大的应用前景和经济价值。

技术实现思路

[0005]本技术专利解决的一个问题是：提供一种处理膨胀土的微波装置，处理之后可以克服膨胀土因遇水体积剧烈膨胀，缩水后体积收缩的问题。通过微波改善处理后，能提高膨胀土强度，增加其水稳定性，能作为一种类似与砂石土的地基置换材料。
[0006]为了达到以上目的，本技术是这样实现的：首先在膨胀土原料中混合搅拌一定量的铝粉吸波材料，再将原料装入抽屉式的容器内，打开微波辐照开关，进行辐照处理，改变其分子结构以及矿物成分，改变膨胀土的性质，将处理完成的膨胀土材料取出，输送至
破碎设备中按照所需要的级配进行破碎。
[0007]进一步的设置在于：
[0008]所述的一种改善膨胀土性质的抽屉式微波辐照装置，主要由微波设备腔体、微波装载抽屉、抽屉转轮、抽屉把手、碳化硅板、微波发射装置、微波、排气风口、冷却水系统、连接电线、微波加热功率控制设备、膨胀土、承载机架组成，其特征在于：微波设备腔体是整个设备的外部设备，由钢板焊接而成，安装在承载机架上；微波发射装置安装在微波设备腔体内，包括磁控管、波导管设备，磁控管发出微波，微波频率是2.45GHz，波导管传输微波；冷却水系统是为了冷却磁控管，吸收多余微波，冷却水系统安装在微波设备腔体内；排气风口位于微波设备腔体的顶部，排除在处理过程中产生的水蒸气；微波装载抽屉用于装载待处理的膨胀土，微波装载抽屉自身采用螺栓连接拼接而成，可以抽离出微波设备腔体，微波装载抽屉与微波设备腔体之间采用内外轨道齿轮连接，微波设备腔体内置有轨道，方便微波装载抽屉滑动，微波装载抽屉可以滑动；碳化硅板使用螺纹连接安装在微波装载抽屉的两侧，设置碳化硅板是因为碳化硅能快速吸收微波，加快周围环境升温；微波加热功率控制设备是整个装置的控制系统，可以调节微波功率的大小，加热时间，控制改善效果，通过连接电线与微波设备腔体连接。
[0009]所述的微波装载抽屉主要由抽屉转轮和抽屉把手组成，微波设备腔体内置有轨道，方便微波装载抽屉滑动，抽屉转轮是为了使微波装载抽屉更好的出入微波设备腔体，抽屉把手方便推拉微波装载抽屉，微波装载抽屉、抽屉转轮和抽屉把手都是由耐高温材料制造，微波装载抽屉内侧面安装有碳化硅板，可以快速吸收微波，创造出一个高温环境，加快辅助膨胀土改善。
[0010]所述的微波设备腔体安装在承载机架上，由承载机架保证平稳性和整个设备的正常运行，设置有2个并排的微波设备腔体，在待处理的膨胀土中加入易吸收微波的铝粉材料，并使其搅拌均匀，膨胀土与铝粉材料混合，其目的是为了快速完成辐照过程，增加整体的吸波能力，使其膨胀土的改善效果更好。
[0011]所述的装置改善膨胀土的具体步骤：步骤1、安装好各个微波设备，仔细检查设备电路连接情况，做好准备工作；步骤2、把膨胀土与一定的易吸收微波的铝粉材料进行搅拌均匀放置，然后再装入微波装载抽屉中，把微波装载抽屉完全推进微波设备腔体中，使其封闭，打开微波设备开关，膨胀土在微波设备腔体中进行微波改善，为了达到最佳使用效果，合理的利用微波能耗，可以预先进行实验探究，调节微波功率控制系统、检验膨胀土改善效果；步骤3、在微波设备腔体中进行微波改善之后，取出部分膨胀土，检验其性质特点是否满足换填材料的要求，如果部分膨胀土形成较大块体，则使用破碎机对大块的膨胀土材料进行破碎，以满足换填材料粒径的要求；步骤4、不断重复步骤2，一段时间后，得到最终的改善膨胀土材料，再结合现场情况，进行换填压实或者运用岩土桩处理技术对不良地基进行处理。
[0012]本技术装置的工作原理如下：
[0013]1、用微波改善膨胀土的过程中，膨胀土中的水分子是极性分子其吸波能力强，能快速升温汽化，同时加入的易吸收微波的铝粉材料也能快速吸收微波，创造出一个高温环境，膨胀土自身整体也升温，其加热方式完全区别于其他常规加热方式，不须任何热传导过程，加热速度快且均匀，效率较高；2、微波辐照时高温的形成促进了膨胀土中黏土矿物一系
列物理化学反应的进行，从而改变了膨胀土的结构和化学成分，宏观上表现为膨胀土水稳定性等性质发生改变，膨胀土经微波处理后工程性能得到改良，能满足换填材料的要求。
[0014]本技术装置的优势在于：
[0015]1、本装置采用微波处理膨胀土材料，设备组合简单，方法新颖，具有一定的工程实用性。2、本装置采用微波处理膨胀土材料，能快速改变膨胀土材料的不良性质，处理效率较高，能耗低。3、本装置能改善膨胀土的性质，使其类似于砂石土般稳定，从而就可以代替传统的砂石土材料进行不良地基的置换，节约大量的经济成本，并提高施工进度，大大缓解材料的来源需求。
[0016]为了使本
的人员更好的理解本方案，下面将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善膨胀土性质的抽屉式微波辐照装置，主要由微波设备腔体(1)、微波装载抽屉(2)、抽屉转轮(2.1)、抽屉把手(2.2)、碳化硅板(3)、微波发射装置(4)、微波(4.1)、排气风口(5)、冷却水系统(6)、连接电线(7)、微波加热功率控制设备(8)、膨胀土(9)、承载机架(10)组成，其特征在于：微波设备腔体(1)是整个设备的外部设备，由钢板焊接而成，安装在承载机架(10)上；微波发射装置(4)安装在微波设备腔体(1)内，包括磁控管、波导管设备，磁控管发出微波，微波频率是2.45GHz，波导管传输微波；冷却水系统(6)是为了冷却磁控管，吸收多余微波，冷却水系统(6)安装在微波设备腔体(1)内；排气风口(5)位于微波设备腔体(1)的顶部，排除在处理过程中产生的水蒸气；微波装载抽屉(2)用于装载待处理的膨胀土，微波装载抽屉(2)自身采用螺栓连接拼接而成，可以抽离出微波设备腔体(1)，微波装载抽屉(2)与微波设备腔体(1)之间采用内外轨道齿轮连接，微波设备腔体(1)内置有轨道，方便微波装载抽屉(2)滑动；碳化硅板(3)使用螺纹连接安装在微波装载抽屉(2)的两侧，设置碳化硅板(3)是因为碳化硅能快速吸收微波，加快周围环境升温...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖成玉，胡启军，何乐平，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：