微波加热在岩土工程中的应用(2)

在国内，微波测定土含水量的发展比较缓慢，但也有相关学者取得了满意的成果。因微波炉设备的成熟性、功率可调性等，学者们大多利用微波炉设备提供微波场，对土体进行加热，同时采用恒温烘干法，进行对比，来探究微波加热测定土含水量的可行准确性与规律性。李祯祥等(2000)用微波法和烘干法对某土石坝心墙填筑土料的含水量进行测定，并以烘干法为标准进行比较，利用465组数据，拟合微波法含水量和烘干法含水量的关系，两者呈较好线性。杨凯等(2011)等采用微波法对粉质黏土与砂土分别测定其含水量，并与标准烘干法测定含水量进行比较,也证实了微波法和烘干法数据之间存在相关关系，可通过大量的实验数据反映而建立经验公式，且微波法测定土体的含水量满足规范相对误差，具备准确性。

赵寿刚等(2005)近年在系统深入的试验基础上、结合工程实际，提出了使用微波炉测定土体含水率的具体方法，并得出采用微波炉法土体达恒重时所需时间以及土样用量的数据，也确定了微波炉法测定所试用的含水量范围；试验还对微波炉法测定的土体含水率与烘干法进行对比修正，使其测定的含水量结果与烘干法保持一致。试验与工程实践表明微波炉法测定土体含水率切实可行,具有推广利用价值。

李宏志(2001)在商丘至开封高速公路工程施工质量控制过程中，分别采用81%和100%的火力、不同烘干时间的微波炉加热法对路基、水泥石灰稳定土、石灰土进行加热，其测定的含水量结果与标准烘干法进行对比,每种试样取四组做平行试验，认为微波炉加热法测定的含水量与标准烘干法相近，且烘干时间更快，可应用于公路施工质量控制中。并认为微波炉加热法的测试精度与加热时间和火力有关，建议将加热 7 min、采用100%火力的微波炉加热法测定含水量的方法列入相关规范。

可见，对于微波加热法测定土体含水量，试验研究主要是基于以标准烘干法测定的含水量结果作为标准。将微波法测定的含水量数据与之建立相关关系，或建立经验公式，利用此关系将结果修正应用于工程实际中去，具有精度高、快速、操作便捷的优点。除此微波设备易于携带，随时可运用于现场。而对于微波加热测定土体含水量设备的专业性、以及对于含有不同矿物成分与结构土含水量的测定相应规律的归纳与规范的建立，还需要进一步去研发和探讨。

在岩土工程中，固体废弃物主要是建筑垃圾。随着城市化进程加快，我国建筑垃圾产量急剧增长，已占城市垃圾总量的30%～40%，但绝大部分建筑垃圾直接堆放或者填埋，既造成资源浪费又产生环境污染。然而，建筑垃圾中的许多废弃物经处理回收后，大多是可再生资源，再利用建筑垃圾符合节约资源、保护环境的可持续发展理念(陆凯安，1999)。微波加热的高温、可控制性、选择加热性使分离某些建筑垃圾成为可能。有报道，微波技术已被利用辅助建筑垃圾的回收再利用(孙萍等，2002)。

据报道，美国的CYCLEAN公司已实现利用微波技术完全地回收利用再生旧沥青路面料，其质量与新拌沥青路面料相同，成本降低1/3，该技术可节约垃圾清理费用，减少对城市的环境污染。利用微波技术回收建筑垃圾，解决了常规处理方法易造成的二次污染问题，如堆肥、焚烧、填埋等，且成本低、节约占地面积，达到资源再生化(陈芳艳等，2006)。

而在国内，对于采用微波技术处理建筑垃圾的报道鲜有，更多的研究是放在对于固体废弃物中污泥、淤泥的分离处理。近年来，采用微波技术处理污泥已成为研究热点，少量微波工艺已投入工业生产。国内外开展了许多相关研究，比如微波辅助干化污泥、微波热解污泥、碱性条件下微波热水解污泥、微波处理含油污泥、微波辅助连续从污泥中提取重金属等(Bridleetal.，2004)。有关微波热解污泥技术的研究还不成熟，仅在德国、美国和日本等发达国家有工业实例，在国内还处于研究阶段。

Bohlmannetal.(1999)较早研究污泥的微波辅助热解，实验采用微波加热作为湿污泥热解的能源，在8Mpa～20Mpa压力环境、温度为250℃～300℃的微波容器中来热解污泥，并成功将污泥转化为气体、水汽、油和固体残留物。

Menéndezetal.(2002,2005)在研究微波辅助热解污泥方面，取得较多成果，提出采用微波炉热解污泥的新方法。实验分别采用微波加热和传统电炉加热，对比污泥热解后的含碳残留物，发现在微波作用下，将污泥直接作用于微波作用，仅仅表现为脱水；而在污泥中添加少量合适的吸波物质后，温度能快速加至900℃以上，裂解生成炭基吸附物、生物油和合成气。实验还表明相比于传统裂解过程，微波裂解污泥过程将使吸附炭更加有效，吸附更多的有机物质和重金属，这为微波法热解污泥提供了新思路。

文章来源：《岩土工程学报》 网址: http://www.ytgcxb.cn/qikandaodu/2021/0324/553.html