1.本实用新型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。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.本实用新型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。
6.为了达到以上目的，本实用新型是这样实现的：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。
7.进一步的设置在于：
8.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。
9.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。
10.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。
11.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。
12.本实用新型装置的工作原理如下：
13.1、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。
14.本实用新型装置的优势在于：
15.1、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。
16.为了使本技术领域的人员更好的理解本方案，下面将结合本装置实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
附图说明
17.图1是该装置的整体结构正视图。
18.图2是该装置的抽屉示意图。
19.图3是该装置的部分左视图。
20.图4是该装置的部分俯视图。
21.图5是膨胀土堆积图
22.图中标号：1-微波设备腔体；2-微波装载抽屉；2.1-抽屉转轮；2.2-抽屉把手；3-碳化硅板；4-微波发射装置；4.1-微波；5-排气风口；6-冷却水系统；7-连接电线；8-微波加热功率控制设备；9-膨胀土；10-承载机架。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型的附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案进行具体详细的描述，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，为了更好的解释本装置，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。
24.如图所示，本实用新型包括：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。
25.如图1所示，微波设备腔体1是整个设备的外部设备，由钢板焊接而成，微波发射装置4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，微波发射装置4安装在微波设备腔体1内，设置冷却水系统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排除在处理过程中产生的水蒸气，位于微波设备腔体1的顶部；微波装载抽屉2用于装载待处理的膨胀土，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位于微波装载抽屉2的两侧，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，因此，碳化硅板3可以快速创造出一个高温环境；微波加热功率控制设备8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7与微波设备腔体1连接。
26.如图2所示，微波装载抽屉2主要由抽屉转轮2.1和抽屉把手2.2组成，微波设备腔体1内置有轨道，方便微波装载抽屉2滑动，抽屉转轮2.1是为了使微波装载抽屉2更好的出入微波设备腔体1，抽屉把手2.2方便拉推微波装载抽屉2，微波装载抽屉2、抽屉转轮2.1和抽屉把手2.2都是由耐高温材料制成，微波装载抽屉2内侧面安装有碳化硅板3，可以快速吸收微波，创造出一个高温环境，加快辅助膨胀土9改善。
27.如图1、图3、图5所示，微波设备腔体1由承载机架10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1，在待处理的膨胀土9中加入易吸收微波的铝粉材料，并使其混合搅拌均匀，然后再装入微波装载抽屉2中，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。
28.本实用新型装置改善膨胀土的具体方法可以包括以下步骤：
29.步骤1、安装好各个微波设备，仔细检查设备电路连接情况，做好辐照前的准备工作。
30.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。
31.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。
32.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。
33.本实用新型是一种改善膨胀土性质的抽屉式微波辐照装置，该装置新颖，组合简单，能充分利用现场的膨胀土原料，具有处理速度快，处理效果较好，能节约大量的经济成本，并提高施工进度。
34.本实用新型利用微波改良膨胀土材料，经微波处理后，膨胀土材料的不良性质得到改善，强度增强，并能满足换填材料的要求，本实用新型所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括以上技术特征任意组合所组成的技术方案。