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1、无声破碎剂试验研究Ξ谭仝奎,张林春(包头冶金建筑研究院,内蒙古包头014010)摘要:选用CaO含量大于75%的过烧石灰,配合一定量的辅助材料,研制无声破碎剂。通过调整凝结时间及膨胀压,确定合理配方,阐述膨胀压的影响因素。关键词:CaO;碎碎剂;膨胀压中图分类号:TD23512文章编号:1009-5438(2004)01-0018-03文献标识码:BStudyontheexperimentofsoundlesscrackingagentTANTong-kui,ZHANGLin-chun((Bao
2、touMetallurgicalConstractionResearchInstitute,Baotou014010,NeiMonggol,China)Abstract:Thispaperdescribestheprocessofdevelopingsoundlesscrackingagentbymixingover-burntlimewithCaOcontentover75%andacertainquantityofauxiliarymaterial.Italsointroduceshowto
3、deter2minethereasonableformulaofsoundlesscrackingagentbyadjustingcoagulationtimeandexpendingpressure,andthefactorsaffectingexpendingpressure.Keywords:CaO;crackingagent;expendingpressure1CaO+H2O=Ca(OH)2+1519kcal/mol前言无声破碎剂是一种从现象到本质完全不同于炸药的新型破碎剂,它利用矿物水
4、化反应产生的膨胀压,对混凝土构造物或岩石等脆性物体进行破碎、解体,在破碎拆除工程中具有安全无公害的特点,因此,利用以CaO为主要膨胀源的原理,进行了无声破碎剂的试验研究。1Ca(OH)2晶体,随时间的推移长大成具有各向异性的六角状晶体,体积增大3倍2从晶体化学的观点来看,无声破碎剂的膨胀主要在于固体体积的增大以及孔隙体积的增大。氧化钙为结晶物质,属于立方晶系,通过计算,每个晶格的体积为1111319!3,每个晶格中含有4个CaO单位,每个CaO单位的体积为1/4×1111319=27.829!3
5、1Ca(OH)2也是晶体物质,属于六方晶系,通过计算,每个Ca(OH)2单位的体积为541476!3。可以看出,Ca(OH)2的单位体积比CaO的单位体积增加近一倍。随着体积增加,体积间的孔隙也增加了。实无声破碎剂的膨胀破碎机理该无声破碎剂是以CaO为主要成份,并配有无机及有机添加剂,其产生的膨胀压主要来源于CaO的水化反应:2际观测得知,在自由膨胀条件下,CaO经充分水化反应生成Ca(OH)2,体积增加2～4倍。从物质的转移来看,石灰加水搅拌后,立即发生两类物质的转移过程:一是水分子进入石灰粒
6、子内部,并与之发生水化反应,生成水化产物;二是水化反应物向原来充水空间转移。如果水化速度大于水化产物的转移速度时,由于石灰粒子周围的反应产物还没有转移,这些新的反应势必冲破原来的反应层,使粒子产生机械跳跃,从而产生动态膨胀。从力学观点来看,混凝土或岩石一类的脆性材料,拉压比仅为1/10～1/153,岩石抗拉强度约为419～918MPa4,混凝土抗拉强度约为119～5.8MPa。在混凝土或岩石钻孔中受约束条件下,破碎剂粒子将对孔壁产生径向和切向反应,这一过程可用弹性力学中的厚壁圆筒理论来解释。当拉
7、应力所产生的变形超过被破碎体的拉断变形量时,物体便产生裂缝导致破坏。31113有机添加剂提高膨胀压,改善操作性及和易性。31114试验用水洁净的自来水。312研制技术路线通过确定石灰石烧结块的球磨粒度和选择合适的辅助材料及适宜的比例来达到延缓反应速度,提高膨胀压,满足施工要求的目的。313配方研制方法采用正交法,通过球磨粒度值,辅助材料品种及参量值、温度等的不同量变来优选最佳配比。314技术创新点无声破碎剂的主要组成材料之一过烧石灰,其烧结温度是决定无声破碎剂产品性能的主要因素,烧结温度相对较低
8、时,CaO烧死比率偏低,CaO的活性大,膨胀压力也大,这有利于被破物的破碎;但同时CaO的水化结晶速度也快,放热快,在施工中容易发生喷孔现象,造成事故,影响施工操作,甚至不能进行施工。国内目前生产的无声破碎剂所用石灰粉,都是在特定高温下烧结的过烧石灰,主要通过提高烧结温度来降低CaO的活性,使水化结晶反应速度控制在一定的时间内,从而达到施工操作要求。所以,国内目前生产的无声破碎剂产品受主要材料过烧石灰烧结温度的决定,都有专门的立窑来烧制过烧石灰,这就使产品生产的固定资产投资和生产成本相对增大。该
