CN103788922B - 一种静态破碎剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种静态破碎剂，其组成及各组分的重量百分比为：石蜡90％～94％，导热物质1％～5％，膨胀增强剂3％～5％。本发明静态破碎剂是将导热物质、膨胀增强剂添加到熔化的相变物质中，经混合、均匀搅拌、冷却固化、粉碎等工序制成。本发明的静态破碎剂原料来源广泛，破碎效率高，无腐蚀性，适用于岩石、混凝土破碎以及石材开采。

Description

一种静态破碎剂

技术领域

本发明属于工程爆破领域，特别涉及一种静态破碎剂。

背景技术

静态破碎法是一种利用破碎剂水化反应产生的膨胀压力来破碎介质的方法，广泛应用于岩石、混凝土的破碎、切割以及结构物的拆除。它具有无震动、无飞石、无噪声、无粉尘和毒气以及对保留部分无损伤的特点，适用于禁止或无法使用炸药爆破的场合，是对传统爆破方法的重要补充。

但目前这一方法存在的问题是，破碎剂原料多数以氧化钙为主，导致原料和成品生产对环境有一定污染；破碎剂有一定腐蚀性，且在较高环境温度下施工时易发生喷孔，因此施工防护要求较高；破碎剂的水化反应速度缓慢，通常需要经过数小时甚至十几小时才能起到破碎效果，破碎效率较低；破碎效果受环境温度、水温、水灰比等影响较大。因此，研究开发新的高效环保型静态破碎方法具有实际意义。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提出一种静态破碎剂，创新的采用石蜡代替氧化钙作为相变物质，具有提高施工效率，节约施工成本，减少环境污染，避免施工过程中造成人员伤害的特点。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种静态破碎剂，所述静态破碎剂组成及各组分的重量百分比为：石蜡90％～94％，导热物质1％～5％，膨胀增强剂3％～5％。

所述石蜡的相变温度为45℃～60℃。

所述的导热材料为膨胀石墨。

所述的膨胀增强剂为十二水合硫酸铝钾。

所述静态破碎剂的制备采用以下步骤：

(1)按上述重量百分比分别称取石蜡、导热材料和膨胀增强剂；

(2)将膨胀石墨干燥后置于马弗炉中，并在950℃下加热处理60s，得膨化后的膨胀石墨；

(3)将石蜡加热至熔化，测得其温度在60℃以下时，向其中加入处理后的膨胀石墨和膨胀增强剂进行混合并搅拌均匀；

(4)将混合物静置，待其冷却固化后，将其置于气流粉碎机中粉碎为粒径为50～100目的颗粒，封装即得成品静态破碎剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明提供的静态破碎剂以石蜡、十二水合硫酸铝钾替代氧化钙作为膨胀源，避免了生产和使用过程中对环境造成污染；所需原料种类少，配制简单，不产生粉尘，生产和储存时对环境要求低，无需考虑防潮问题。其作用效率主要取决于加热效率，因此可有效解决现有破碎剂反应速度受环境温度影响大的问题，也无需区分夏季型、冬季型和春秋型等；可在几分钟内完成破碎过程，其破碎效率远高于传统型破碎剂；另外，本发明的静态破碎剂无腐蚀性、使用温度低，可避免灼伤皮肤、伤害眼睛等施工事故，使用安全性高。

2、本发明静态破碎剂的膨胀压力高，最高可达90MPa，而传统型破碎剂的膨胀压力一般为30～50MPa，因此可大大拓展静态破碎的应用范围，使之可用于硬岩及高强度混凝土的破碎。

3、本发明静态破碎剂破碎效率高，破碎性能实验中的试件在12min以内即被完全破坏，而传统型静态破碎剂通常需要3～8h，其破碎效率是传统型破碎剂的15～40倍，其工程意义显而易见。

附图说明

图1为本发明静态破碎剂试验例4的压力-时间曲线图。

图2为本发明静态破碎剂试验例5的压力-时间曲线图。

图3为本发明静态破碎剂试验例6的压力-时间曲线图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明方案做进一步详细说明：

实施例1：

一种静态破碎剂，包括石蜡(相变物质)1.8kg，膨胀石墨(导热物质)0.1kg，十二水合硫酸铝钾(膨胀增强剂)0.1kg。其中，石蜡相变温度为52℃，膨胀石墨粒径为100目，十二水合硫酸铝钾粒径为200目。

所述静态破碎剂的具体制造步骤如下：

(1)将膨胀石墨置于65℃烘箱中干燥24h，然后置于坩埚中，并将坩埚放入950℃马弗炉中处理60s，即得到膨化后的膨胀石墨。

(2)将石蜡置于不锈钢锅中，在电炉上加热至60℃使其完全熔化后停止加热。将十二水合硫酸铝钾和经过步骤(1)处理的膨胀石墨放入其中，连续搅拌直至混合均匀。

(3)将混合物静置，自然冷却30min后完全固化，再将其置于气流粉碎机中粉碎为粒径为50～100目的颗粒，即可制得静态破碎剂。

实施例2：一种静态破碎剂，包括石蜡(相变物质)1.85kg，膨胀石墨(导热物质)0.07kg，十二水合硫酸铝钾(膨胀增强剂)0.08kg。其中，石蜡相变温度、膨胀石墨和十二水合硫酸铝钾的粒径均与实施例1相同。

按与实施例1相同的步骤制得静态破碎剂。

实施例3：一种静态破碎剂，包括石蜡(相变物质)1.9kg，膨胀石墨(导热物质)0.05kg，十二水合硫酸铝钾(膨胀增强剂)0.05kg。其中，石蜡相变温度、膨胀石墨和十二水合硫酸铝钾的粒径均与实施例1相同。

按与实施例1相同的步骤制得静态破碎剂。

试验例4：

将实施例1制得的静态破碎剂装入长300mm、内径30mm、壁厚8.5mm的厚壁钢管，两端用螺母拧紧，在钢管上缠绕电热带加热。用耐高温4210胶水在钢管外表面中部粘贴轴向及周向应变片，连接DT500数据采集器和电脑进行应变测试，由应变计算静态破碎剂的膨胀压力变化。

图1为测试和计算得到的实施例1静态破碎剂的压力-时间曲线，膨胀压力从200s开始缓慢增加，在约2400s时膨胀内压激增，从30MPa到最大值73MPa。

试验例5：

按与试验例4相同的方法，对实施例2制得的静态破碎剂进行膨胀压力测试。

测试及计算结果如图2所示。膨胀压力在约1600s后迅速增大，并在约2400s后激增，约4000s后达到最大值75MPa。

试验例6：

按与试验例4相同的方法，对实施例3制得的静态破碎剂进行膨胀压力测试。

测试及计算结果如图3所示。膨胀压力在约1200s后迅速增长，在2900s时达到70MPa，，最终在4400s时达到最大值90MPa。

试验例7：

用实施例1所得的静态破碎剂进行破碎性能实验。

实验采用标号为M15、边长200mm的水泥砂浆试件1，在试件1中心钻孔，孔深150mm，孔径40mm。在孔内装填高度为80mm的破碎剂3，并在破碎剂中部埋设直径0.3mm、长2cm的电阻丝2，用连接线5引出孔外。采用快硬水泥4封孔，封孔长度70mm。

用照明电对电阻丝2通电加热，约8min后试件1顶面出现一条裂缝，该裂缝从中心孔边缘发展，通电10min后裂缝快速扩展至试件1的背面，使试件1破碎为两半。

试验例8：

采用与试验例7相同的试件和实验方法对实施例2所得的静态破碎剂进行破碎性能实验。

在通电后12min时，试件1出现贯穿裂缝，破碎为两半。

试验例9：

采用与试验例7相同的试件和实验方法对实施例3所得的静态破碎剂进行破碎性能实验。

在通电约9min时，试件1完全破碎为两半。

由上述实施例1～3看出，与传统型静态破碎剂相比，本发明静态破碎剂的一个突出优势是所需原料种类少，配制简单，不产生粉尘，生产和储存时对环境要求低，无需考虑防潮问题。

由上述试验例4～6看出，本发明静态破碎剂的另一个突出优势是膨胀压力高，最高可达90MPa，而传统型破碎剂的膨胀压力一般为30～50MPa，因此可大大拓展静态破碎的应用范围，使之可用于硬岩及高强度混凝土的破碎。

由上述试验例7～9看出，本发明静态破碎剂的最为显著的优势是破碎效率高，破碎性能实验中的试件在12min以内即被完全破坏，而传统型静态破碎剂通常需要3～8h，其破碎效率是传统型破碎剂的15～40倍，其工程意义显而易见。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种静态破碎剂，其特征在于，所述静态破碎剂组成及各组分的重量百分比为：石蜡90％～94％，导热物质1％～5％，膨胀增强剂3％～5％；

所述石蜡的相变温度为45℃～60℃；

所述的导热物质为膨胀石墨；

所述的膨胀增强剂为十二水合硫酸铝钾。