CN102010169A - 一种静态破碎剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种静态破碎剂。其组成及各组分的重量份配比为：水合膨胀性物质60-90份；水硬性物质4-10份；水合延缓剂2-4份；减水剂1-2份；膨胀增力剂2-4份和胶结增强剂1-31份。本发明静态破碎剂的各组分经混合、搅拌均匀、球磨、过筛即可封装为成品。本发明静态破碎剂为灰黄色粉末，不燃、不爆、爆破效率高、成品率高、废碎材少、石质结构不受破坏，可广泛应用于大理石、花岗岩及各种贵重脆性材料的切割和开采中。

Description

一种静态破碎剂
技术领域
本发明涉及一种静态破碎剂。
背景技术
随着现代建筑工业的飞速发展，人们对石材的需求量越来越大，但目前开采石材仍普遍使用爆破的方法。由于爆破破坏性不易控制，开采石材成材率低，而且一般都伴随着震动、飞石、噪音、大量的烟尘并产生瓦斯，对周围环境及安全造成较大的破坏和威胁。
静态爆破是利用静态破碎剂对被破碎物进行缓慢的加载直至其开裂破碎的爆破方法，爆破力较易控制，破碎过程中无震动、无飞石、无噪音、不产生瓦斯，并且对被破碎物的其他部分不产生不利影响。当静态破碎剂应用于石材的破碎和切割时，不需考虑用药量，引爆装置，防爆措施，施工时间以及复杂的设计计算。因此，对高效静态破碎剂的开发研究具有重要的意义。
除石材的开采之外，其他脆性材料的开采或切割上也需要用到静态爆破。工程上通常把延伸率＜5％的材料称为脆性材料，如铸铁、陶瓷、石材等。一些贵重脆性材料需要十分精确地控制爆破破坏力，而相比传统爆破手段，静态破碎剂在这方面有着显而易见的优势。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的静态破碎剂产品配方，具有更高的破碎效率及更少的对环境的影响。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种静态破碎剂，其组成及各组分的重量份配比如下：
水合膨胀性物质，60-90份；
水硬性物质，4-10份；
水合延缓剂，2-4份；
减水剂，1-2份；
膨胀增力剂，2-4份；
胶结增强剂，1-31份。
所述水合膨胀性物质为过烧石灰。
所述水硬性物质为硅酸盐水泥和石膏。
所述水合延缓剂为酒石酸、柠檬酸和碳酸钾中的至少一种。
所述膨胀增力剂为钠基膨润土。
述胶结增强剂为粉煤灰。
所述静态破碎剂的制备方法，按以下步骤进行：
1)按配比准备好各组分；
2)将各组分混合并搅拌均匀；
3)将混合好的原料球磨，过40目筛；
即得到静态破碎剂产品。
所述的静态破碎剂在脆性材料的开采或切割中的应用。
所述的脆性材料为大理石或花岗岩或铁矿。
本发明的有益效果为：
静态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。石灰加水搅拌后，立即发生两类物质转移过程：一是水分子进入石灰粒子内部，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，这些新的反应产物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。混凝土或岩石一类的脆性材料，拉压比仅为1/10～1/15，在混凝土或岩石钻孔中受约束的条件下，破碎剂粒子将对孔壁产生径向和切向反应。当拉应力所产生的变形超过被破碎体的拉断变形量时，物体便产生裂缝从而被破坏。
本发明的静态破碎剂与水按一定水灰比混合填充于石材的钻孔中，经过7小时的水化反应出现明显的体积膨胀使石材出现裂缝，可以快速高效的达到石材开采或切割作业。
本发明静态破碎剂为灰黄色粉末，不燃、不爆、爆破效率高、成品率高、废碎材少、石质结构不受破坏，可广泛应用于大理石及各种贵重脆性材料的切割和开采中。
具体实施方式
静态破碎剂在使用时，先要进行施工设计。根据应用的对象与条件，按钻孔参数设计理论进行计算，得出所需的孔径、孔距、排距、孔深、孔的方向及分布；其中孔径是决定破碎效率的重要因素。此外还需对静态破碎剂的使用量进行概算。根据上述施工设计在石材上钻孔，再将所需的静态破碎剂与水搅拌成浆体，并填充在孔中，一般在常温下即可使石材开裂。该开裂过程具有固体膨胀，低温，慢加载的特点，无震动、噪音、飞石或毒气；且静态破碎剂本身不是易燃品或易爆品，其生产、贮存、运输、使用均十分安全。另外，本发明改进了已有破碎剂的组分，工艺流程和工艺条件，获得了膨胀压显著增加的静态破碎剂。由于膨胀压的提高，可明显减少岩孔的孔径、孔深和数目，也可适当增加孔距，详见实施例。
实施例1
选取的水合膨胀性物质为分析纯级氧化钙经1000℃煅烧形成的过烧石灰；水硬性物质为硅酸盐水泥和石膏；水合延缓剂为碳酸钾、酒石酸、柠檬酸；减水剂为MNC-A1型早强减水剂；膨胀增力剂为钠基膨润土；胶结增强剂为粉煤灰。其重量配比如下：
过烧石灰80份；硅酸盐水泥6份；石膏3份；碳酸钾2.1份；酒石酸0.45份；柠檬酸0.45份；减水剂1份；钠基膨润土4份；粉煤灰3份。
将上述组分混合后搅拌均匀，使用球磨机球磨，并用40目筛网过筛，封装在塑料袋内。
使用本发明静态破碎剂对材料进行处理：
大理石尺寸为100cm×100cm×200cm。钻孔直径为4cm，根据钻孔参数设计理论可求得单位面积钻孔的总长度为300.8cm，设孔深为90cm，则需要钻3个孔，孔距为30cm，边孔距为20cm。本发明改进了组分，优选了各组分的配比，因此显著提高了静态破碎剂的膨胀压，使施工工作量和静态破碎剂的用量大为减少，从而降低了工程的成本。
在破碎大理石的过程中，将静态破碎剂与水按水灰比为0.3混合，并迅速搅拌，在10分钟内加入到孔中，并使用炮棍将其捣实，使孔内填充界面距离孔口3cm。经过约7小时的水化反应，静态破碎剂出现明显的体积膨胀使石材出现裂缝，完成大理石的静态爆破。
实施例2
选取的水合膨胀性物质为工业级生石灰经1000℃煅烧形成的过烧石灰；水硬性物质为硅酸盐水泥和石膏；水合延缓剂为碳酸钾、酒石酸、柠檬酸；减水剂为MNC-A1型早强减水剂；膨胀增力剂为钠基膨润土；胶结增强剂为粉煤灰。其重量配比如下：
工业级过烧生石灰80份；硅酸盐水泥6份；石膏3份；碳酸钾2.8份；酒石酸0.6份；柠檬酸0.6份；减水剂1份；钠基膨润土4份；粉煤灰2份。
将上述组分混合后搅拌均匀，使用球磨机球磨，并用20目筛网过筛，封装在塑料袋内。
使用静态破碎剂对材料进行处理的过程同实施例1。
实施例3
选取的水合膨胀性物质为工业级生石灰经1000℃煅烧形成的过烧石灰；水硬性物质为硅酸盐水泥和石膏；水合延缓剂为碳酸钾、酒石酸、柠檬酸；减水剂为MNC-A1型早强减水剂；膨胀增力剂为钠基膨润土；胶结增强剂为粉煤灰。其重量配比如下：
工业级过烧生石灰60份；硅酸盐水泥4份；石膏2份；碳酸钾1.8份；酒石酸0.3份；柠檬酸0.3份；减水剂1份；钠基膨润土2份；粉煤灰20份。
静态破碎剂制备过程对材料进行处理的过程同实施例1。
实施例4
选取的水合膨胀性物质为工业级生石灰经1000℃煅烧形成的过烧石灰；水硬性物质为硅酸盐水泥和石膏；水合延缓剂为碳酸钾、酒石酸、柠檬酸；减水剂为MNC-A1型早强减水剂；膨胀增力剂为钠基膨润土；胶结增强剂为粉煤灰。其重量配比如下：
工业级过烧生石灰90份；硅酸盐水泥6份；石膏3份；碳酸钾2.5份；酒石酸0.6份；柠檬酸0.6份；减水剂2份；钠基膨润土4份；粉煤灰30份。
静态破碎剂制备过程对材料进行处理的过程同实施例2。

Claims (9)

1.一种静态破碎剂，其特征在于，其组成及各组分的重量份配比如下：
水合膨胀性物质，60-90份；
水硬性物质，4-10份；
水合延缓剂，2-4份；
减水剂，1-2份；
膨胀增力剂，2-4份；
胶结增强剂，1-31份。
2.如权利要求1所述的静态破碎剂，其特征在于，所述水合膨胀性物质为过烧石灰。
3.如权利要求1所述的静态破碎剂，其特征在于，所述水硬性物质为硅酸盐水泥和石膏。
4.如权利要求1所述的静态破碎剂，其特征在于，所述水合延缓剂为酒石酸、柠檬酸和碳酸钾中的至少一种。
5.如权利要求1所述的静态破碎剂，其特征在于，所述膨胀增力剂为钠基膨润土。
6.如权利要求1所述的静态破碎剂，其特征在于，所述胶结增强剂为粉煤灰。
7.权利要求1所述静态破碎剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
1)按配比准备好各组分；
2)将各组分混合并搅拌均匀；
3)将混合好的原料球磨，过20-40目筛；
即得到静态破碎剂产品。
8.权利要求1所述的静态破碎剂在脆性材料的开采或切割中的应用。
9.如权利要求8所述的静态破碎剂在脆性材料的开采或切割中的应用，其特征在于，所述的脆性材料为大理石或花岗岩或铁矿。
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