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1、·82· 2013年第5期2013年10月SichuanBuildingMaterials第39卷总第175期DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2013.05.041静态破碎剂的性能试验研究许兰保,倪红娟(安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南232001)22摘要:静态破碎剂在工程应用中受到的影响因素较b-aP=E·(γε+ε)r22z0多,一定程度上制约了静态破碎技术的发展。本文通过理2a(1-γ)论与试验,在外界温度相对稳定的情况下,采用不同的拌式中a—钢管的内径,mm;合水灰比和不同的试验钢管直径对静态破碎剂进行膨胀压b—钢管
2、的外径,mm;力测试。通过对试验结果进行分析,对静态破碎剂的最佳εz—钢管外壁沿轴向应变值,mm;使用条件有了初步认识,希望对今后工程中的应用有一定εθ—钢管外壁沿环向应变值,mm。的借鉴作用。1．2试验设置关键词:静态破碎剂;水灰比;膨胀压力所需试验材料和仪器:四川珙县化工厂生产的静态破中图分类号:TD235．4文献标志码:B碎剂(环境温度适应范围为0~45℃,膨胀压力相对较大),文章编号:1672-4011(2013)05-0082-03电阻应变片,导线若干,钢管试件,堵口塞,502胶水,静态电阻应变仪Y2538(应变测量范围0~15000με),水桶,0前言
3、小型搅拌机,漏斗,温度计,热水瓶,电子称,PVC防护静态爆破是近年来兴起的破碎岩石或混凝土的静力爆眼镜,手套和橡胶皮垫。破技术,就是利用灌装在炮孔中的静态破碎剂的水化反应,试验采用两种不同的水灰比,分别为0．28、0．35,钢产生体积膨胀,从而缓慢的产生巨大膨胀压力并施加孔壁,管试件分为5组,每组由5种不同的直径的5根钢管组成,当压力在孔壁上引起的拉应力大于混凝土或岩石的抗压强钢管底端用厚4mm的钢片焊接封闭,外表面相应位置处沿度时,混凝土或岩石即被破碎解体。相对传统爆破技术是环向和径向粘贴应变片,具体位置为距钢管底座的25cm一种重要的发展和补充,尤其在岩巷掘进
4、中炸药使用受到处和50cm处(见图1~2),各组钢管试件规格见表1。应变限制,炸药爆破法无法得到应用时,为提高施工效率,缩片型号为BX120-20AA(见表2),应变片引出端用过双股导短巷道掘进工期,如果能够科学合理利用静态爆破技术,线和应变仪器连接。可以取得更高的技术经济效益。但是静态破碎剂的使用受表1各组膨胀压力试件到诸多因素的影响,往往反应时间较长,破碎效果不易控标号钢管内径/mm壁厚/mm钢管长度/mm试件数制[1]等,施工技术方面也有待进一步完善,在已有研究成G132110001果的基础上,对一种普通的静态破碎剂性能进行了一系列G238110001G34
5、8110001的试验,力求最佳的使用条件和效果。G458110001静态破碎剂最主要的性能指标是他的膨胀压力,而水G572110001[2-3]灰比和孔径大小是其影响的最主要因素,综合两个主要因素通过不同水灰比和不同直径钢管对所选择的静态破表2应变片的性能指标碎剂进行多次测试和研究来了解其性能变化。电阻灵敏系数精度栅长×栅宽应变片型号/Ω/%等级/mm1静态破碎剂的膨胀压力测验原理与设置BX120-20AA120．3±0．22．08±1A20×31．1试验原理试验采用电阻应变片测量法,即将破碎剂灌注于一个薄壁圆形钢管中,在钢管外表面的相应位置粘贴应变片,当静态破碎
6、剂与水发生反应后,钢管内部产生径向的膨胀压力,此压力会引起钢管环向和径向的扩张变形,通过测量电阻应变片的弹性应变的大小,再根据弹性力学中的薄壁圆筒理论可求得反应膨胀压力的数值,进而确定破碎剂[4]性能的好坏。计算公式如下:作者简介:许兰保(1987-),男,山东郓城人,在读硕士研究生,主要图1应变片布置图从事防灾减灾工程及防护工程研究。 2013年第5期·83·第39卷总第175期SichuanBuildingMaterials2013年10月根据不同管径计算量取定量的静态破碎剂,用搅拌机将破碎剂搅拌均匀后灌入钢管内,操作时必须要带防护眼镜,端口处由试验
7、需要用木塞封闭,整个过程控制在10min以内。考虑到可能出现的状况,试验在室外墙周围的明沟里完成,上面用面积较大的橡胶皮垫覆盖,起到一定的防护作用,测量在室内完成。试验过程见图3。图8应变-时间曲线图9膨胀压力-时间曲线由上图可以看出,钢管在膨胀压力的作用下,环向应变片受到拉力的作用数值正向增大,而钢管的环向膨胀使纵向应变片有所收缩,数值变为负。测得最大膨胀压力值为32．94MPa,稳定后其数值在28~32MPa范围内起伏。4)G4试件(直径58mm)试验结果见图10和图11。图2试件应变片试验布置图图3试验过程图2膨胀压力测试的结果分析2．1水灰比0．28时膨胀
8、压力测试根
