一种微波-真空加速混凝土固化设备及方法
技术领域
本发明属于材料科学与工程技术领域，具体涉及一种微波-真空加速混凝土固化设备及方法。
背景技术
混凝土作为一种最为常见的建筑材料，广泛用于各类建筑物及构筑物的建设过程中，在生产上具有很高的竞争力。混凝土固化涉及保持有利的水分和温度条件，以确保水合度足以将孔隙率降低至可达到所需性能(例如强度和柔韧性)的水平，尽管水泥可以在室温和压力条件下与水反应，但这种水泥需要更多的时间才能达到足够的强度以用于工业用途。目前较为有效的方法是大气压下用蒸汽进行固化(实时蒸汽固化)或在高压釜中用高压进行固化(高压蒸汽固化)。
传统的混凝土固化方法有许多限制。当使用水固化时，需要很长时间才能达到所需的强度。使用蒸汽固化时，可能会出现不均匀的温度分布，从而导致固化不均匀。当使用外加剂时，可能会出现耐久性问题。在早期和长期阶段，热固化方法特别容易对耐久性产生负面影响，例如，在大气压下的高温固化显示出降低的长期强度和耐久性问题。
随着经济与技术在建筑业的快速发展，混凝土的需求量日益增大。增加对快速固化并获得高质量的混凝土的研究是企业家和生产商的主要目标之一，一种高效率、低能耗、质量高的混凝土固化技术急需产生。
发明内容
本发明旨在解决的技术问题是针对传统混凝土固化方法的不足，提出一种微波-真空加速混凝土固化设备及方法，实现混凝土的绿色、安全、高效固化，提高混凝土的性能，有效解决目前混凝土固化效率低、能耗大等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种微波-真空加速混凝土固化设备，包括搭载小车、控制系统、微波发生装置、微波工作腔、冷却系统、真空泵和空气干燥装置；
所述微波发生装置设置在控制系统和微波工作腔之间，微波发生装置与控制系统电连接，微波发生装置产生的微波通过波导管传递到微波工作腔；所述微波工作腔通过支架固定在搭载小车上；
所述冷却系统、真空泵和空气干燥装置均设置在搭载小车内部，冷却系统、真空泵和空气干燥装置均与微波工作腔连通。
可选地，所述控制系统包括显示屏、控制单元和计算机系统，显示屏和控制单元均与计算机系统电连接。
可选地，还包括还预警单元，所述预警单元包括温度探测仪、反射仪、多功能报警装置；
所述多功能报警装置搭载在控制系统的上方；所述温度探测仪设置在微波工作腔上方，温度探测仪通过反射仪与控制系统和多功能报警装置相连。
可选地，所述微波工作腔内部设置有用于放置需要固化的混凝土试块的混凝土载台。
可选地，所述微波发生装置的的微波频率为2.45GHz～10.6GHz。
可选地，所述真空泵的真空度为30Kpa～50KPa。
可选地，所述微波工作腔腔壁设置的有微波防护装置。
可选地，所述微波工作腔与管线接通的地方设置的有防泄漏保护层。
一种所述固化设备的固化方法，包括如下步骤：
将待固化的混凝土试块放在微波工作腔内；
针对不同的混凝土试块参数通过控制系统调整合适的微波功率与真空度；真空度调整为30Kpa～50KPa，微波频率为2.45GHz～10.6GHz；
对混凝土试块进行微波-真空双系统下的微波加热固化；
待微波加热固化完成后，通过冷却系统对混凝土试块进行冷却；
取出固化完成的混凝土试块；
进入下一个工作循环。
作为本发明的进一步改进，
在加热固化的过程中通过温度探测仪对混凝土试块进行温度监测，并通过多功能预警装置进行实时预警。
与传统技术对比，本申请提出的技术方案具有如下优点：
本装置可以针对不同型号、级配的混凝土试块，通过控制系统切换微波功率，实现了微波-真空系统下混凝土高效固化。根据微波均匀性加热的特点，微波能量可以深入渗透到混凝土内部，提高混凝土的性能。本发明实现了混凝土的安全、绿色、高效固化，有效解决目前混凝土固化效率低、能耗大等问题。
优选地，温度探测器安装在微波工作腔内部，实现了对微波照射下混凝土固化过程的温度监控，通过控制系统中的显示屏进行图像反馈。
优选地，多功能报警装置包括防微波泄漏报警，磁控管报警，冷却系统报警,超温报警和炉门关紧保护报警。通过电缆，控制系统与各种装置相连接进行全方面监测监控。
附图说明
此处说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1为本发明微波-真空加速混凝土固化设备的整体结构示意图；
图2为本发明微波-真空加速混凝土固化设备的微波工作腔内部示意图。
图3为本发明的工艺流程图。
图中标号：1-控制系统，2-显示屏，3-控制单元，4-多功能报警装置，5-电缆，6-微波发生装置，7-波导管，8-反射仪，9-温度探测仪，10-计算机系统，11-冷却系统，12-真空泵，13-空气干燥装置，14-微波工作腔，15-腔盖把手，16-防泄漏保护层，17-支架，18-搭载小车，19-微波防护装置，20-混凝土载台。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图和实例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明做任何限制的依据。
如图1所示，本发明一种微波-真空加速混凝土固化设备，包括搭载小车18、控制系统1、微波发生装置6、微波工作腔14、微波防护装置19、温度探测仪9、真空泵12和多功能报警装置4。
所述控制系统1包括显示屏2，控制单元3和计算机系统10；所述多功能报警装置4搭载在控制系统1的上方；所述微波发生装置6，反射仪8，冷却系统11，真空泵12和空气干燥装置13通过电缆5跟控制系统1相连；所述微波发生装置6设置在控制系统1和微波工作腔14之间，产生的微波通过波导管7传递到微波工作腔14；所述冷却系统11、真空泵12和空气干燥装置13均设置在搭载小车18内部，冷却系统11、真空泵12和空气干燥装置13均与微波工作腔14连通。
所述微波工作腔14通过支架17固定在搭载小车18上；所述温度探测仪9安装在微波工作腔14内部，通过反射仪8与控制系统1相连，对固化过程中的温度进行监测。
如图2所示，本发明微波工作腔14腔壁设置的有微波防护装置19，与管线接通的地方设置的有防泄漏保护层16；所述混凝土载台20安装在微波工作腔14内部，可以拉出与推入；将混凝土试块放在混凝土载台20上，该载台由聚丙烯薄板制成，通过腔盖把手15关闭腔盖后从微波工作腔14中抽出空气，以将最终内部压力降低到30-50KPa，再进行兆瓦级固化。
本发明中的微波发生装置所产生微波频率为2.45GHz，实际使用过程中，针对不同等级混凝土固化可选用2.45GH以及10.6GHz等其他频段的微波，自然地，选用不同数量磁控管来控制微波功率。
本发明设计利用微波均匀性、高效性的加热特点，利用微波对混凝土进行快速、均匀加热处理，控制好微波工作腔内的环境，实现微波加热下混凝土的安全、高效固化，并且提高混凝土的性能。本发明能有效减小作业过程中的污染物流出，减少对环境的危害，实现了绿色固化。
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1
S101:将待固化的混凝土试块放在微波工作腔14内的混凝土载台20上；
S102：针对不同的混凝土试块的型号、级配等材料参数，通过控制系统调整合适的微波功率与真空度；
S103:对混凝土试块进行微波-真空双系统下的微波加热固化。在加热固化的过程中通过温度探测仪9对混凝土试块进行温度监测，并通过多功能预警装置进行实时预警；
S104:待微波加热固化完成后，通过冷却系统11对混凝土试块进行冷却；
S105:取出固化完成的混凝土试块；
S106：进入下一个工作循环。
披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。
