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靜態破碎法介紹

靜態破碎法 ( 靜態爆破技術 ),是近年來發展起來的一種破碎(或切割)巖石和混凝土的新方法,亦稱靜力迫裂和靜力破碎技術。

1、作用原理

將一種含有鉬、鎂、鈣、鈦等元素的無機鹽粉末狀靜態破碎劑,用適量水調成流動狀漿體,直接灌入鉆孔中,經水化反應,使晶體變形,隨時間的增長產生巨大膨脹壓力(徑向壓應力和環向拉應力),緩慢地、靜靜地施加給孔壁,經過一段時間后達到最大值,將混凝土或巖石脹裂、破碎。

因為一般被解體的巖石或混凝土均屬脆性材料,脆性材料的抗壓強度大,抗拉強度小,其抗拉強度遠小于抗壓強度。巖石的抗拉強度為 4 -10Mpa ,混凝土的抗拉強度約 1.5 - 3.0Mpa ,約相當于其抗壓強度的 1/10 - 1/20 。而通常靜態破碎劑的膨脹壓力可達 30 - 50Mpa 。所以,合理的破碎設計(裝藥量、孔徑、孔深和孔間距的確定)是能夠使孔眼周圍的介質受到充分破壞的。只要約束繼續存在,破碎劑就有持續產生或殘留一定程度的膨脹壓力的性質,因而能繼續增大或產生新的裂縫。

經測定,在溫度為 20 ℃、水與破碎劑之比為0.3:1 時,其體積將自由膨脹四倍。

2、適用范圍

(1)混凝土和磚石結構物的破碎拆除;

(2)各種巖石的破碎或切割。

或作二次破碎。但不適用于多孔體和高聳結構。

3、優點:(安全、方便)

(1) 破碎劑不屬于危險物品。

因而在購買、運輸、保管、使用中,不受任何限制。

(2) 施工過程安全。

不存在炸藥爆破時產生的震動、空氣沖擊波、飛石、噪音、有毒氣體和粉塵的危害。

(3) 施工簡單。

破碎劑用水拌合后灌入炮孔即可,無須堵塞;不需專業工種。

(4) 需破則破,需留則留。

按照要求,設計適當的參數,可達到有計劃地分裂、切割巖石和混凝土的目的。

但是,靜態破碎劑使用范圍有一定的局限性。與炸藥相比,能量不如炸藥大,鉆孔多,破碎效果受氣溫及施工人員經驗影響較大。在不允許使用爆破方法的環境中,才顯露出它的優越性。

4、靜態破碎劑的歷史

1968年日本大成建設技術研究所的田中秀男,以《混凝土結構物的破碎工法》為題申請專利,其成果的主要內容是:將 CaO 或 MgO 與水拌合后充填到炮孔中,利用漿體水化反應導致體積膨脹產生壓力,使建筑物破壞。這是最早出現的靜態破碎劑。以后日本的小野、住友等株式會社也作了大量的試驗研究并獲得成功。目前,日本市場上公開出售的靜態破碎劑量最少有五種,其適用的溫度在-5℃到35℃之間。

國內80年代初以來,也先后研制成功。但由于市場、原材料、技術、體制等原因,靜態破碎劑這種產品沒有得到進一步的開發。近兩年來,隨著炸藥使用的限制及環保的要求,靜態破碎劑越來越受到人們的青睞。


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