CN110130674A - 一种静态破碎的超大预埋破碎孔装置及其使用方法 - Google Patents

一种静态破碎的超大预埋破碎孔装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种静态破碎的超大预埋破碎孔装置及其使用方法，用于破碎钢筋混凝土构件，包括U型的PVC破碎管、碎石、沙袋、沙子、静态破碎剂以及形状不规则的空心堵头，所述PVC破碎管呈中间孔径大、两端孔径逐渐变小，所述预埋PVC破碎管埋设在钢筋混凝土构件内且两端露出钢筋混凝土构件外，所述静态破碎剂设置在PVC破碎管内，所述空心堵头、沙袋、沙子依次填入PVC破碎管的两端，所述碎石填充在空心堵头内。该静态破碎的超大预埋破碎孔装置及其使用方法，在静态破碎剂反应膨胀过程中，通过渐变的孔径设计，以及预制的空心堵头，灌浆完成后填入的碎石，放入的沙袋、沙子，以达到层层防护，抑制喷孔，实现大孔径下静态破碎效果的目的。

Description

一种静态破碎的超大预埋破碎孔装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及土木工程施工技术领域，具体为一种静态破碎的超大预埋破碎孔装置及其使用方法。
背景技术
静态破碎剂(Static Cracking Agent)，可缩写为SCA。是包含钙、镁、氧、铝、铁、硅等元素组成的高膨胀性颗粒材料，是一种白色粉末状物体。与炸药相比，其具有安全，环保，便捷三个方面的优势；破碎过程相对可控，破碎过程无飞石，无爆破震动，无噪声、无毒气、无粉尘，不影响环境的，同时可以像普通水泥一样购买运输，易于获取，也易于管理，而不同于炸药，需要审批。
静态破碎的作用原理是静态破碎剂与适量水按一定比例拌和(0.3:1左右)，此过程中放出大量的热，生成的固相物体积一般可以膨胀二到四倍，此过程中对孔壁施加很大的膨胀压力，直至构件破碎。一般而言，孔径越大破碎效果越好，且大孔径方便施工，与之相矛盾的是，孔径越大，越容易发生喷孔——即浆液、水蒸气、能量等从孔洞中喷出的现象，影响破碎效果。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种可抑制喷孔的静态破碎的超大预埋破碎孔装置及其使用方法。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种静态破碎的超大预埋破碎孔装置，用于破碎钢筋混凝土构件，包括U型的PVC破碎管、碎石、沙袋、沙子、静态破碎剂以及形状不规则的空心堵头，所述PVC破碎管呈中间孔径大、两端孔径逐渐变小，所述预埋PVC破碎管埋设在钢筋混凝土构件内且两端露出钢筋混凝土构件外，所述静态破碎剂设置在PVC破碎管内，所述空心堵头、沙袋、沙子依次填入PVC破碎管的两端，所述碎石填充在空心堵头内。
优选的，所述空心堵头设置在PVC破碎管的两个转角处。
优选的，所述PVC破碎管的外轮廓线由中间向左右两侧曲线过渡，所述碎石卡在PVC破碎管的两端孔径变小处。
一种静态破碎的超大预埋破碎孔的使用方法，具体步骤如下：
步骤一：将不同孔径的PVC管拼接成中间孔径大、两端孔径小的U型PVC破碎管，在PVC破碎管两端的转角处各预设一个空心堵头；
步骤二：绑扎钢筋，支设模板，将PVC破碎管预埋在模版中，浇筑钢筋混凝土构件；
步骤三：将0.25～0.35之间的水灰比调配好的静态破碎剂灌入到PVC破碎管中，直至达到PVC破碎管转角处；
步骤四：在空心堵头内填入碎石，然后在PVC破碎管的两端分别塞入预先制备好的沙袋，最后灌入沙子封孔；
步骤五：观察应变数据，以及钢筋混凝土构件的变化，试验进行一定时间后待钢筋混凝土构件上产生裂缝时，此时在裂缝中加入适量水，以支持反应的持续进行；
步骤六：试验继续进行直至反应停止，钢筋混凝土构件破碎。
(三)有益效果
本发明提供了一种静态破碎的超大预埋破碎孔装置及其使用方法。具备以下有益效果：
1、该静态破碎的超大预埋破碎孔装置及其使用方法，在静态破碎剂反应膨胀过程中，通过渐变的孔径设计，以及预制的空心堵头，灌浆完成后填入的碎石，放入的沙袋、沙子，以达到层层防护，抑制喷孔，实现大孔径下静态破碎效果的目的。本发明中的单孔装药量多，孔壁上膨胀压力大，破碎剂反应时间快，安全性好，实用性高，提高了静态爆破的效率，可在钢筋混凝土临时结构静态破碎领域大范围推广。
附图说明
图1为本发明灌浆前结构示意图；
图2为本发明钢筋混凝土构件正立面图；
图3为本发明钢筋混凝土构件截面剖视图；
图4为本发明灌浆后结构示意图。
图中：1PVC破碎管、2碎石、3沙袋、4沙子、5空心堵头、6箍筋、7纵筋、8钢筋混凝土构件、9静态破碎剂。
具体实施方式
本发明实施例提供一种静态破碎的超大预埋破碎孔装置，如图1-4所示，用于破碎钢筋混凝土构件8，包括U型的PVC破碎管1、碎石2、沙袋3、沙子4、静态破碎剂9以及形状不规则的空心堵头5。
PVC破碎管1呈中间孔径大、两端孔径逐渐变小，PVC破碎管1的外轮廓线由中间向左右两侧曲线过渡。
预埋PVC破碎管1埋设在钢筋混凝土构件8内且两端露出钢筋混凝土构件8外。静态破碎剂9设置在PVC破碎管1内。空心堵头5、沙袋3、沙子4依次填入PVC破碎管1的两端。空心堵头5设置在PVC破碎管1的两个转角处。碎石2填充在空心堵头5内。碎石2卡在PVC破碎管1的两端孔径变小处。
一种静态破碎的超大预埋破碎孔的使用方法，具体步骤如下：
步骤一：将不同孔径的PVC管拼接成中间孔径大、两端孔径小的U型PVC破碎管1，在PVC破碎管1两端的转角处各预设一个空心堵头5；
步骤二：绑扎钢筋，支设模板，将PVC破碎管预埋在模版中，浇筑钢筋混凝土构件8；
步骤三：将0.25～0.35之间的水灰比调配好的静态破碎剂9灌入到PVC破碎管1中，直至达到PVC破碎管1转角处；
步骤四：在空心堵头内填入碎石2，然后在PVC破碎管1的两端分别塞入预先制备好的沙袋3，最后灌入沙子4封孔；
步骤五：观察应变数据，以及钢筋混凝土构件8的变化，试验进行一定时间后待钢筋混凝土构件8上产生裂缝时，此时在裂缝中加入适量水，以支持反应的持续进行；
步骤六：试验继续进行直至反应停止，钢筋混凝土构件8破碎。
实施例一：
(1)如图1所示，将一根直径160mm、长度350mm；两根直径110mm、长100mm；两根直径40mm、长150mm的PVC管子通过PVC管连接件拼接呈中间孔径大，两端孔径小的PVC破碎管1，并在PVC破碎管1两端的转角处各预设一个空心堵头5，U型的两端通过模具，各浇筑两个素混凝土构件。
(2)如图2、图3所示，然后将PVC破碎管1固定住，利用箍筋6和纵筋7编好钢筋笼，同时绑入适量应变片以方便试验数据的观测，并浇筑尺寸1000mm*500mm*500mm混凝土，进行养护，形成待破碎的钢筋混凝土构件8。
(3)连接好应变仪，并进行调试，随后启动观测。
(4)按0.28比1的水灰比，调配好的静态破碎剂9灌入到PVC破碎管1中。先通过灌浆机快速灌装，灌入一定量浆液后，采用漏斗进行人工灌装，直至达到U型PVC破碎管1的转角处。
(5)如图4所示，将直径为20mm～30mm的碎石2填入空心堵头5内，在灌注完成后，左右各5颗，快速同步的投入预埋的PVC破碎管1内。
(6)如图4所示，放入预先缝制好直径25～30mm(底端略小，上端略宽)的沙袋3，长度150mm的布袋，使用前灌入沙子，并在填入碎石后将沙袋塞入U形管转角处向下约100mm，保证上部距管口预留约50mm，两端同步进行。
(7)如图4所示，使用沙子填充孔洞两端的剩余部分，并按压密实，以完成最终的封孔。
(8)观察应变数据，以及钢筋混凝土构件8的变化，试验进行40分钟后应变明显上升，约3小时后钢筋混凝土构件8产生裂缝时，此时在裂缝中加入适量水，以支持反应的持续进行。
(9)实验进行11个小时后，反应基本停止，混凝土构件基本破碎，裂缝最宽处约1公分。
实施例二：
(1)如图1所示，将一根直径160mm、长度350mm；两根直径110mm、长100mm；两根直径40mm、长150mm的PVC管子通过PVC管连接件拼接呈中间孔径大，两端孔径小的PVC破碎管1，并在PVC破碎管1两端的转角处各预设一个空心堵头5，U型的两端通过模具，各浇筑两个素混凝土构件。
(2)如图2、图3所示，然后将PVC破碎管1固定住，利用箍筋6和纵筋7编好钢筋笼，同时绑入适量应变片以方便试验数据的观测，并浇筑尺寸1000mm*500mm*500mm混凝土，进行养护，形成待破碎的钢筋混凝土构件8。
(3)连接好应变仪，并进行调试，随后启动观测。
(4)按0.3比1的水灰比，调配好的静态破碎剂9灌入到PVC破碎管1中。先通过灌浆机快速灌装，灌入一定量浆液后，采用漏斗进行人工灌装，直至达到U型PVC破碎管1的转角处。
(5)如图4所示，将直径为20mm～30mm的碎石2填入空心堵头5内，在灌注完成后，左右各5颗，快速同步的投入预埋的PVC破碎管1内。
(6)如图4所示，放入预先缝制好直径25～30mm(底端略小，上端略宽)的沙袋3，长度150mm的布袋，使用前灌入沙子，并在填入碎石后将沙袋塞入U形管转角处向下约100mm，保证上部距管口预留约50mm，两端同步进行。
(7)如图4所示，使用沙子填充孔洞两端的剩余部分，并按压密实，以完成最终的封孔。
(8)观察应变数据，以及钢筋混凝土构件8的变化，试验进行44分钟后应变明显上升，约3小时后钢筋混凝土构件8产生裂缝时，此时在裂缝中加入适量水，以支持反应的持续进行。
(9)实验进行12个小时后，反应基本停止，混凝土构件基本破碎，裂缝最宽处约1公分。
实施例三：
(1)如图1所示，将一根直径160mm、长度450mm；两根直径110mm、长100mm；两根直径40mm、长180mm的PVC管子通过PVC管连接件拼接呈中间孔径大，两端孔径小的PVC破碎管1，并在PVC破碎管1两端的转角处各预设一个空心堵头5，U型的两端通过模具，各浇筑两个素混凝土构件。
(2)如图2、图3所示，然后将PVC破碎管1固定住，利用箍筋6和纵筋7编好钢筋笼，同时绑入适量应变片以方便试验数据的观测，并浇筑尺寸1200mm*700mm*700mm混凝土，进行养护，形成待破碎的钢筋混凝土构件8。
(3)连接好应变仪，并进行调试，随后启动观测。
(4)按0.3比1的水灰比，调配好的静态破碎剂9灌入到PVC破碎管1中。先通过灌浆机快速灌装，灌入一定量浆液后，采用漏斗进行人工灌装，直至达到U型PVC破碎管1的转角处。
(5)如图4所示，将直径为20mm～30mm的碎石2填入空心堵头5内，在灌注完成后，左右各5颗，快速同步的投入预埋的PVC破碎管1内。
(6)如图4所示，放入预先缝制好直径25～30mm(底端略小，上端略宽)的沙袋3，长度180mm的布袋，使用前灌入沙子，并在填入碎石后将沙袋塞入U形管转角处向下约100mm，保证上部距管口预留约50mm，两端同步进行。
(7)如图4所示，使用沙子填充孔洞两端的剩余部分，并按压密实，以完成最终的封孔。
(8)观察应变数据，以及钢筋混凝土构件8的变化，试验进行1小时后应变明显上升，约4小时后钢筋混凝土构件8产生裂缝时，此时在裂缝中加入适量水，以支持反应的持续进行。
(9)实验进行12个小时后，反应基本停止，混凝土构件基本破碎，裂缝最宽处约1公分。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种静态破碎的超大预埋破碎孔装置，用于破碎钢筋混凝土构件(8)，其特征在于：包括U型的PVC破碎管(1)、碎石(2)、沙袋(3)、沙子(4)、静态破碎剂(9)以及形状不规则的空心堵头(5)，所述PVC破碎管(1)呈中间孔径大、两端孔径逐渐变小，所述预埋PVC破碎管(1)埋设在钢筋混凝土构件(8)内且两端露出钢筋混凝土构件(8)外，所述静态破碎剂(9)设置在PVC破碎管(1)内，所述空心堵头(5)、沙袋(3)、沙子(4)依次填入PVC破碎管(1)的两端，所述碎石(2)填充在空心堵头(5)内。
2.根据权利要求1所述的一种静态破碎的超大预埋破碎孔装置，其特征在于：所述空心堵头(5)设置在PVC破碎管(1)的两个转角处。
3.根据权利要求2所述的一种静态破碎的超大预埋破碎孔装置及其使用方法，其特征在于：所述PVC破碎管(1)的外轮廓线由中间向左右两侧曲线过渡，所述碎石(2)卡在PVC破碎管(1)的两端孔径变小处。
4.一种静态破碎的超大预埋破碎孔的使用方法，具体步骤如下：
步骤一：将不同孔径的PVC管拼接成中间孔径大、两端孔径小的U型PVC破碎管(1)，在PVC破碎管(1)两端的转角处各预设一个空心堵头(5)；
步骤二：绑扎钢筋，支设模板，将PVC破碎管预埋在模版中，浇筑钢筋混凝土构件(8)；
步骤三：将0.25～0.35之间的水灰比调配好的静态破碎剂(9)灌入到PVC破碎管(1)中，直至达到PVC破碎管(1)转角处；
步骤四：在空心堵头内填入碎石(2)，然后在PVC破碎管(1)的两端分别塞入预先制备好的沙袋(3)，最后灌入沙子(4)封孔；
步骤五：观察应变数据，以及钢筋混凝土构件(8)的变化，试验进行一定时间后待钢筋混凝土构件(8)上产生裂缝时，此时在裂缝中加入适量水，以支持反应的持续进行；
步骤六：试验继续进行直至反应停止，钢筋混凝土构件(8)破碎。
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