[发明专利]一种基于纳米效应的岩土材料性能提高方法及装置

摘要

本发明涉及一种基于纳米效应的岩土材料性能提高方法及装置，该装置由岩土材料收集分选系统、岩土材料纳米化系统、高强岩土材料成型系统、岩土材料高熵电/磁混合系统、混合岩土材料高熵传输系统、混合岩土材料致密成型系统组成。其岩土材料性能提高方法主要是采用基于纳米效应的岩土材料性能提高装置，利用自然岩土材料的可结性、可筑性、可重复使用性及其自身强度与耐久性，结合纳米材料效应及其制备与致密技术，将岩土材料先制备成纳米材料再联接致密成整体，同时使纳米颗粒进入高强岩土材料的微空隙并外延相互联接，以让整个混合岩土材料成为整体，实现岩土材料强度、耐久性等性能的综合提升，进行便捷快速的工程建造。

主权项

一种基于纳米效应的岩土材料性能提高方法，利用自然岩土材料的可结性、可筑性、可重复使用性及其自身强度与耐久性，采用基于纳米效应的岩土材料性能提高装置，将岩土材料先制备成纳米材料再联接致密成整体，提升岩土材料强度、耐久性等综合性能。其特征在于：首先将自然岩土体采集放入岩土材料收集分选系统，初步分选出易纳米化与难纳米化的岩土材料。接着将易纳米化岩土材料输送到岩土材料纳米化系统，利用高压粉碎等纳米材料制备技术，根据不同强度需求将岩土材料的纳米化，形成颗粒直径小于岩石微空隙的纳米岩土材料，用于颗粒联接致密成型；再结合二次分选将剩余的难纳米化的岩土土材料的再次分离；同时，将初步分选与二次分选出的难纳米化的岩土材料输送到高强岩土材料成型系统，利用高磨压技术，根据不同工程实际需求使难纳米化的高强岩土材料制备成所需类型，用于加强致密成型材料性能。然后，根据工程对材料性能需求，将上述二者产生的纳米岩土材料、高强岩土成型材料分别输送到岩土材料高熵电/磁混合系统中，利用电/磁作用、翻转振动等使纳米岩土材料与高强岩土成型材料充分混合，从而降低纳米岩土材料的有序性，提高其熵值。而后通过岩土材料高熵传输系统，将混合岩土材料传输与供给到工程指定位置，并在传输过程中通过旋转/振动进一步提高混合岩土材料熵值。最后，根据工程需求制成各种形式的模板，在指定位置进行组装成混合岩土材料致密成型系统；根据纳米颗粒间的范德华力等相互作用机制与效应，利用热压等纳米材料致密化技术，结合工程需求将混合岩土材料致密与成型，即将纳米材料颗粒联接致密成整体，也使纳米材料颗粒进入高强岩土材料的微空隙并外延相互联接，以让整个混合岩土材料成为整体，提升岩土材料抗拉、抗压、抗剪等强度、耐久性等性能指标，用于建造各种工程。该方法采用基于纳米效应的岩土材料性能提高装置，可实现自然岩土材料先制备成纳米材料再联接致密成整体，快速提升岩土材料强度、耐久性等性能，将自然岩土材料转化为可满足不同工程需求的建筑材料，在不同需求条件下预制或现场便捷建造的任意形状结构物，缩短工期，实现建筑用材料的节约、环保、低成本、可循环利用。