一种石灰改性离心废弃土过程中凝硬反应后结晶析出装置

1.本新型涉及废弃土技术领域，具体为一种石灰改性离心废弃土过程中凝硬反应后结晶析出装置。


背景技术：

2.我国正在进行大规模的地下工程建设，建设过程中难以避免地会产生大量性质复杂的废弃泥浆和渣土，而大规模的工程建设也需要大量优质的填土，因此如何改良工程废弃土性质使其满足工程建设需要已经成为工程界关注的问题。针对石灰处理盾构隧道工程离心废弃土问题，通过分析石灰处理盾构隧道工程离心废弃土过程中水分转化特点，研究改性土的水分转化量与改性土物理性质指标的关系，为实际盾构隧道工程中的废弃土的资源化提供借鉴。
3.自70年代开始，固化改性技术被广泛应用于污染土的处理中，总结了几类常用无机固化剂及其改性机理，实际工程中通常采用的无机固化剂有：石灰类，石灰加入土体后，经过复杂的物理化学作用，土体内颗粒发生团聚，形成凝胶团聚结构。随着龄期的不断增长，这种结构会不断生长，进一步构成结晶体的网架结构，当结晶体的网架结构加密后会形成凝胶结晶的网状混合结构。
4.大部分石灰与土体的反应后需要将形成凝胶结晶的网状混合结构筛选出来从而进行数据的检测，但是目前市面上大部分的筛选形成凝胶结晶的网状混合结构都会在石灰与土体充分反应后在进行筛选，这样在石灰与土体在反应的过程中就已经形成凝胶结晶的网状混合结构也需要等到反应充分后才能够被筛选出，留在石灰与土体混合物内的网状混合结构也在一定程度上阻碍着石灰与土体的混合，分布的筛选与网状混合结构对反应的干扰在一定程度上延长了整个反应的时间。


技术实现要素：

5.本新型的目的在于提供一种石灰改性离心废弃土过程中凝硬反应后结晶析出装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本新型提供如下技术方案：一种石灰改性离心废弃土过程中凝硬反应后结晶析出装置，包括底座结构，所述底座结构包括底座，所述底座的上表面左侧固定连接有电机，所述电机的上端输出轴固定连接有旋转底座，所述旋转底座的上方设置有反应结构，所述反应结构包括反应筒，所述反应筒呈现筒状，所述反应筒的下端插入旋转底座中且与旋转底座适配，所述反应筒的左侧外壁中部固定连接有连接柱，所述连接柱呈现l形，所述连接柱在远离反应筒的那一端固定连接在底座上，所述反应筒的右侧中部开设有滑道槽，所述滑道槽的内部固定连接有滑道，所述滑道与反应筒的内部连通，所述滑道呈现半圆筒状且开口朝向上方，所述滑道倾斜设置且滑道的左端低于右端，所述滑道的右端嵌入固定连接有收集箱，所述收集箱与滑道的连接处开设有与滑道相适配的缺口，所述收集箱呈现筒状，所述收集箱的下端固定连接底座。
7.优选的，所述反应筒的右侧壁下方开设有槽一，所述槽一处于滑道槽的下方，所述槽一处于旋转底座的上方，所述槽一的上下内壁上均开设有槽二，所述槽二的内壁上固定连接有弹簧，所述弹簧处于槽二的内部，所述槽一的内部插接有自动杆，所述自动杆的厚度为槽一厚度的一半，所述自动杆的上下表面中部均固定连接有小柱，所述小柱的位置与槽二对应，所述小柱插入槽二中且与槽二适配，所述小柱在远离自动杆的那一端与弹簧固定连接，所述自动杆的上表面右端前后两侧均固定连接有拉绳。
8.优选的，所述反应筒的右侧上方设置有析出结构，所述析出结构包括筛选道，所述筛选道呈现半圆筒状且开口朝向上方，所述筛选道的表面中部等距均匀的开设有筛选孔一，所述筛选道的左端固定连接有连接板，所述连接板的左端固定连接有舀勺，所述舀勺呈现半圆球壳状，所述连接板与筛选道和舀勺同时适配。
9.优选的，所述舀勺的表面中部开设有筛选孔二，所述舀勺的表面外侧等距均匀的开设有筛选孔三，所述筛选孔三大小不一，所述筛选孔三分布在筛选孔二的周围，所述筛选孔二的规格小于筛选孔一的规格。
10.优选的，所述筛选道的下侧壁中部固定连接有转柱，所述转柱通过铰链活动连接反应筒的上端口右侧，所述转柱的外侧套接有扭簧，所述扭簧的一端固定连接筛选道的下侧壁且另一端固定连接反应筒，所述筛选道的位置与滑道上下正对。
11.优选的，所述筛选道的右端外侧前后分别固定连接扭簧。
12.与现有技术相比，本新型的有益效果是：
13.（1）、该一种石灰改性离心废弃土过程中凝硬反应后结晶析出装置，将石灰和土体一起装入到反应筒中，启动电机带动旋转底座转动，底层的土体和石灰混合物会与旋转底座的上内壁接触从而随旋转底座的上内壁一起转动，使得土体和石灰混合物上下产生相对运动，实现自身的搅拌功能，另外处于反应筒内部的部分自动杆也会阻挡土体和石灰混合物的转动运动，从而进一步混合石灰和土体，同时筛选道也会在装置运作过程中以转柱为轴进行转动，从而筛选道带动舀勺在反应筒内部对石灰和土体的上下层进行转换搅动，从而实现土体与石灰的充分混合。
14.（2）、该一种石灰改性离心废弃土过程中凝硬反应后结晶析出装置，石灰加入土体后，经过复杂的物理化学作用，土体内颗粒首先发生团聚，形成凝胶团聚结构，随着龄期的不断增长，最终形成凝胶结晶的网状混合结构，筛选道在装置运作过程中以转柱为轴进行转动，从而带动舀勺将土体和石灰混合物从反应筒中舀出，通过舀勺上开设的筛选孔二和筛选孔三，会首先将为团聚的石灰和土体进行筛除，在筛选道以转柱为轴持续转动的过程中，使得舀勺所在的位置高于筛选道，此时会将较大的团聚结构以及网状混合结构一起从舀勺中通过连接板滚动到筛选道中，较大的团聚结构以及网状混合结构沿着筛选道继续向右下滚动，较大的团聚结构在滚动的时候被筛选孔一筛除，网状混合结构由于其较大的形体而不会被筛选孔一筛除，从而沿着筛选道持续滚下最后被收集箱收集，从而在石灰和土体混合的同时将石灰改性离心废弃土过程中已经产生凝硬反应析出的结晶进行收集，提高了收集析出结晶的速率。
附图说明
15.图1为本新型的结构示意图；
16.图2为本新型反应结构内部示意图；
17.图3为本新型a处放大示意图；
18.图4为本新型析出结构示意图。
19.图中：1、底座结构；101、底座；102、电机；103、旋转底座；104、连接柱；105、收集箱；106、滑道；2、反应结构；201、反应筒；202、滑道槽；203、槽一；204、槽二；205、弹簧；206、自动杆；207、小柱；208、拉绳；3、析出结构；301、筛选道；302、筛选孔一；303、连接板；304、舀勺；305、筛选孔二；306、筛选孔三；307、转柱；308、扭簧。
具体实施方式
20.下面将结合本新型实施例中的附图，对本新型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新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本新型保护的范围。
21.请参阅图1-4，本新型提供一种技术方案：一种石灰改性离心废弃土过程中凝硬反应后结晶析出装置，包括底座结构1，底座结构1包括底座101，底座101的上表面左侧固定连接有电机102，电机102的上端输出轴固定连接有旋转底座103，旋转底座103的上方设置有反应结构2，反应结构2包括反应筒201，反应筒201呈现筒状，反应筒201的下端插入旋转底座103中且与旋转底座103适配，反应筒201的左侧外壁中部固定连接有连接柱104，连接柱104呈现l形，连接柱104在远离反应筒201的那一端固定连接在底座101上，反应筒201的右侧中部开设有滑道槽202，滑道槽202的内部固定连接有滑道106，滑道106与反应筒201的内部连通，滑道106呈现半圆筒状且开口朝向上方，滑道106倾斜设置且滑道106的左端低于右端，滑道106的右端嵌入固定连接有收集箱105，收集箱105与滑道106的连接处开设有与滑道106相适配的缺口，收集箱105呈现筒状，收集箱105的下端固定连接底座101。
22.反应筒201的右侧壁下方开设有槽一203，槽一203处于滑道槽202的下方，槽一203处于旋转底座103的上方，槽一203的上下内壁上均开设有槽二204，槽二204的内壁上固定连接有弹簧205，弹簧205处于槽二204的内部，槽一203的内部插接有自动杆206，自动杆206的厚度为槽一203厚度的一半，自动杆206的上下表面中部均固定连接有小柱207，小柱207的位置与槽二204对应，小柱207插入槽二204中且与槽二204适配，小柱207在远离自动杆206的那一端与弹簧205固定连接，初始状态下，自动杆206处于槽一203的上半部分，自动杆206的上表面右端前后两侧均固定连接有拉绳208。
23.反应筒201的右侧上方设置有析出结构3，析出结构3包括筛选道301，筛选道301呈现半圆筒状且开口朝向上方，筛选道301的表面中部等距均匀的开设有筛选孔一302，筛选道301的左端固定连接有连接板303，连接板303的左端固定连接有舀勺304，舀勺304呈现半圆球壳状，连接板303与筛选道301和舀勺304同时适配。
24.舀勺304的表面中部开设有筛选孔二305，舀勺304的表面外侧等距均匀的开设有筛选孔三306，筛选孔三306大小不一，筛选孔三306分布在筛选孔二305的周围，筛选孔二305的规格小于筛选孔一302的规格。
25.筛选道301的下侧壁中部固定连接有转柱307，转柱307通过铰链活动连接反应筒201的上端口右侧，转柱307的外侧套接有扭簧308，扭簧308的一端固定连接筛选道301的下
侧壁且另一端固定连接反应筒201，初始形态下，筛选道301倾斜设置且舀勺304处于反应筒201的内部，筛选道301的位置与滑道106上下正对，这样筛出的非结晶结构又可以漏入滑道106中，最终沿着滑道106被送回反应筒201中继续进行反应。
26.筛选道301的右端外侧前后分别固定连接扭簧308，在扭簧308的作用下，筛选道301带动舀勺304转动进入到反应筒201内部的时候，下落的舀勺304会触碰到自动杆206，从而将自动杆206下压，此时拉绳208会拽动筛选道301的右侧，从而使得筛选道301以转柱307为轴顺时针转动，将进入到反应筒201中的舀勺304再重新拽出，从而自动完成依次列的析出晶体的收集。
27.自70年代开始，固化改性技术被广泛应用于污染土的处理中，贺行洋总结了几类常用无机固化剂及其改性机理，实际工程中通常采用的无机固化剂有：石灰类、水泥类、工业废渣类（粉煤灰、矿渣）等，无机改性剂的改性机理也同样分为几类，下面着重介绍对石灰类的研究：
28.石灰类无机改性剂的主要成分为cao和mgo，这两种化合物的净含量会直接影响到石灰活性，进而影响石灰的改性效果。石灰改性土的研究有很多，王保田和张福海等详细研究了石灰改良膨胀土的机理，总结如下：
29.①
离子交换
30.石灰加入土体后，会立刻与土体内水分发生水化反应，生成水化产物ca(oh)2和mg(oh)2，这两种水化产物在土体内会离解成ca2 和mg2 ，二价离子的存在很容易置换出土体内的na 、k 等低价阳离子，使得土体胶体吸附层变薄，ζ电位降低；同时孔隙液离子浓度的上升会压缩吸着水膜的厚度，从而改良土体亲水性和膨胀性，使土体获得初期的水稳定性。
31.②
凝硬反应
32.石灰加入土体后，经过复杂的物理化学作用，土体内颗粒发生团聚，形成凝胶团聚结构。随着龄期的不断增长，这种结构会不断生长，进一步构成结晶体的网架结构，当结晶体的网架结构加密后会形成凝胶结晶的网状混合结构。凝胶态ca(oh)2与水反应后析出结晶，生成结晶体水化产物，反应方程见式1.1。
33.（1.1）
34.③
碳化作用
35.石灰加入土体后，生成的水化产物ca(oh)2会继续与空气中的co2发生碳酸化反应生成caco3，碳化作用会进一步加强土体的强度，使土体得到了加固。
36.（1.2）
37.④
胶结作用
38.石灰加入土体后，生成的水化产物ca(oh)2会与土中大量存在的硅、铝两者同时作用，生成氢氧化钙硅和氢氧化钙铝，结果将使土的强度有大幅提高。与此同时，图中的活性硅、铝矿物在碱性环境中解离，发生火山灰反应，生成的硅酸钙和铝酸钙等凝胶产物会逐渐转化为结晶态，增强土体强度和水稳定性。
39.工作原理：
40.第一步：将石灰和土体一起装入到反应筒201中，启动电机102带动旋转底座103转动，底层的土体和石灰混合物会与旋转底座103的上内壁接触从而随旋转底座103的上内壁一起转动，使得土体和石灰混合物上下产生相对运动，实现自身的搅拌功能，另外处于反应
筒201内部的部分自动杆206也会阻挡土体和石灰混合物的转动运动，从而进一步混合石灰和土体，同时筛选道301也会在装置运作过程中以转柱307为轴进行转动，从而筛选道301带动舀勺304在反应筒201内部对石灰和土体的上下层进行转换搅动，从而实现土体与石灰的充分混合。
41.第二步：石灰加入土体后，经过复杂的物理化学作用，土体内颗粒首先发生团聚，形成凝胶团聚结构，随着龄期的不断增长，最终形成凝胶结晶的网状混合结构，筛选道301在装置运作过程中以转柱307为轴进行转动，从而带动舀勺304将土体和石灰混合物从反应筒201中舀出，通过舀勺304上开设的筛选孔二305和筛选孔三306，会首先将为团聚的石灰和土体进行筛除，在筛选道301以转柱307为轴持续转动的过程中，使得舀勺304所在的位置高于筛选道301，此时会将较大的团聚结构以及网状混合结构一起从舀勺304中通过连接板303滚动到筛选道301中，较大的团聚结构以及网状混合结构沿着筛选道301继续向右下滚动，较大的团聚结构在滚动的时候被筛选孔一302筛除，网状混合结构由于其较大的形体而不会被筛选孔一302筛除，从而沿着筛选道301持续滚下最后被收集箱105收集，从而在石灰和土体混合的同时将石灰改性离心废弃土过程中已经产生凝硬反应析出的结晶进行收集，提高了收集析出结晶的速率。
42.尽管已经示出和描述了本新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。