RU2159747C2

RU2159747C2 - Non-explosive breaking composition

Info

Publication number: RU2159747C2
Application number: RU99102649/03A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Пустобриков; Л.М. Дзагоев; С.В. Шахова; Б.Х. Горбаткова
Original assignee: Северо-Кавказский государственный технологический университет
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2000-11-27

Abstract

FIELD: production of block rubbles, and construction and breakage of concrete, reinforced concrete and other objects, driving of working and chambers, both, in underground and opencast mining with use of non-explosive expanding compositions in hydration of calcium oxide and additives. SUBSTANCE: non-explosive breaking composition includes saccharose, calcium oxide, 96% ground calcium oxide produced by roasting of limestone and gypsum, and additionally potassium carbonate, ammonium hydroxide and modernized technical lignosulfonate, with the following amounts of components, wt%: potassium carbonate 3.0-12.0; ammonium hydroxide 1.0-14.2; saccharose 0.2-0.52; said lignosulfonate 0.25-0.35; the balance, said calcium oxide. EFFECT: higher efficiency of breakage and splitting of monolithic objects due to increased rate of hydration and expanding pressure up to required parameters under various meteorological conditions. 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к добыче штучного природного камня, а также строительству или разрушению бетонных, железобетонных и других объектов, проходке выработок и камер в подземном, так и на открытых горных предприятиях невзрывчатыми расширяющими составами при гидратации оксида кальция и добавок. The invention relates to the extraction of piece natural stone, as well as the construction or destruction of concrete, reinforced concrete and other objects, the excavation of mine workings and chambers in underground and open-pit mining enterprises with non-explosive expanding compositions during hydration of calcium oxide and additives.

Известен расширяющий состав, включающий следующие компоненты, мас.%:
Сахароза - 1,0 - 5,0
Гидроксид натрия - 3,0 - 8,0
Сульфоалюминат кальция - 20,0 - 40,0
Известь негашеная - 76,0 - 47,0
(см. заявка Япония N 57-135053 кл. B 02 C 19/18, 1982).Known expanding composition, including the following components, wt.%:
Sucrose - 1.0 - 5.0
Sodium hydroxide - 3.0 - 8.0
Calcium sulfoaluminate - 20.0 - 40.0
Quicklime - 76.0 - 47.0
(see Japan Application N 57-135053 class B 02 C 19/18, 1982).

Недостатком данного состава является сравнительно низкое давление (расширение) при низких положительных температурах. The disadvantage of this composition is the relatively low pressure (expansion) at low positive temperatures.

Так, по истечении 24 и 48 часов соответственно 17,9-20, 2-35, 3-39,6 МПа. So, after 24 and 48 hours, respectively, 17.9-20, 2-35, 3-39.6 MPa.

Более близким к заявленному составу является невзрывчатый разрушающий состав (см. а.с. СССР 1217813 кл. C 04 B 7/00 опубл. БИ N 41, 1985), содержащий следующие компоненты, мас.%:
Сахароза - 0,01 - 0,08
Борная кислота - 0,8 - 1,5
Карбонат натрия - 0,25 - 0,60
Молотая негашеная известь - Остальное
Негашеная известь, обоженная при температуре 800-1200^oC, известняка с 53%-ым содержанием оксида кальция (CaO), удельной поверхностью измельчения уд. = 1200 см²/г и водопорошковым отношением 0,35-0,37.Closer to the claimed composition is non-explosive destructive composition (see AS USSR 1217813 class C 04 B 7/00 publ. BI N 41, 1985), containing the following components, wt.%:
Sucrose - 0.01 - 0.08
Boric acid - 0.8 - 1.5
Sodium carbonate - 0.25 - 0.60
Ground quicklime - Other
Quicklime, calcined at a temperature of 800-1200 ^o C, limestone with 53% calcium oxide (CaO), specific grinding surface beats. = 1200 cm ² / g and a water-powder ratio of 0.35-0.37.

Основным недостатком данного невзрывчатого разрушающего состава является ограниченная возможность его использования при отрицательных температурах из-за его низкой температуры гидратации и развиваемого давления. Так, при температуре - 5^oC состав по истечении 2-х суток развивает давление до 8 МПа, а объем расширения увеличивается в 1,8-1,9 раза по сравнению с первоначальным, что недостаточно для отрыва и раскола пород даже средней крепости.The main disadvantage of this non-explosive destructive composition is the limited possibility of its use at low temperatures due to its low hydration temperature and the developed pressure. So, at a temperature of -5 ^o C, after 2 days the composition develops pressure up to 8 MPa, and the expansion volume increases by 1.8-1.9 times compared with the initial one, which is not enough for separation and cracking of rocks even of medium strength.

Задачей данного технического решения является создание невзрывчатого разрушающего состава при отбойке и пассировке штучных блоков и других монолитных объектов, работающего круглодично и, в частности, в интервале температур от +5^o до -15^oC.The objective of this technical solution is to create an non-explosive destructive composition during breaking and passivation of piece blocks and other monolithic objects, working round-the-clock and, in particular, in the temperature range from +5 ^o to -15 ^o C.

Технический результат заключается в повышенной эффективности отбойки и раскола монолитных объектов за счет увеличения скорости гидратации и расширяющего давления до необходимых параметров в различных матеорологических условиях. The technical result consists in the increased efficiency of breaking and splitting monolithic objects by increasing the hydration rate and expanding pressure to the required parameters in various mathematical conditions.

Этот технический результат достигается тем, что известный невзрывчатый разрушающий состав, включающий сахарозу и оксид кальция, содержит 96%-ый измельченный оксид кальция, полученный путем обжига известняка и гипса, и дополнительно - карбонат калия, гидроксид аммония и лигносульфонат технический модернизированный при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбонат калия - 3,0 - 12,0
Гидроксид аммония - 1,0 - 14,2
Сахароза - 0,2 - 0,52
Лигносульфонат технический модернизированный - 0,25 - 0,35
Указанный оксид кальция - Остальное
Предложенная комплексная смесь позволит резко повысить производительность труда при отбойке или разделке их на части при температурах окружающей среды от +5^o до -15^oC за счет ускорения гидратации и морозостойкости смеси.This technical result is achieved in that the known non-explosive destructive composition, including sucrose and calcium oxide, contains 96% ground calcium oxide obtained by calcining limestone and gypsum, and additionally, potassium carbonate, ammonium hydroxide and technical lignosulfonate upgraded in the following ratio of components , wt.%:
Potassium carbonate - 3.0 - 12.0
Ammonium hydroxide - 1.0 - 14.2
Sucrose - 0.2 - 0.52
Technical modernized lignosulfonate - 0.25 - 0.35
Specified Calcium Oxide - Rest
The proposed complex mixture will dramatically increase labor productivity when breaking or cutting them into pieces at ambient temperatures from +5 ^o to -15 ^o C due to the acceleration of hydration and frost resistance of the mixture.

Введение в смесь обоженного оксида кальция, известняка и гипса, измельченных до удельной поверхности 4500 см²/г в шаровой мельнице, позволит ускорить гидратацию и его объемное расширение.The introduction of a mixture of calcined calcium oxide, limestone and gypsum, crushed to a specific surface area of 4500 cm ² / g in a ball mill, will accelerate hydration and its volume expansion.

Карбонат калия и гидроксид аммония значительно повысят необходимую морозостойкость смеси, сахароза замедлит схватывание, не препятствуя гидратации минералов оксида кальция за счет быстрого связывания свободной извести, а лигносульфонат технический модернизированный (ЛСТМ-2) увеличивает подвижность (вязкость) за счет уменьшения воды на 8-10%, т.е. увеличивается время охватывания и его морозостойкость. Potassium carbonate and ammonium hydroxide will significantly increase the required frost resistance of the mixture, sucrose will slow down the setting without preventing the hydration of calcium oxide minerals due to the quick binding of free lime, and the modernized lignosulfonate (LSTM-2) increases mobility (viscosity) by reducing water by 8-10 %, i.e. time of covering and its frost resistance increases.

Таким образом, введенные в состав противоморозные ускорители в сочетании с пластифицирующими добавками дополняют друг друга и делают эффективным и морозостойким. Thus, anti-frost accelerators introduced into the composition in combination with plasticizing additives complement each other and make them efficient and frost-resistant.

Сравнительные технические характеристики предложенного состава с прототипом представлены в таблице 1, а конкретные примеры количества безводных добавок, % от массы оксида кальция (CaO) при водопорошковом отношении, равном 0,33, в зависимости от температуры среды представлены в таблице 2. Comparative technical characteristics of the proposed composition with the prototype are presented in table 1, and specific examples of the amount of anhydrous additives,% by weight of calcium oxide (CaO) at a powder-powder ratio of 0.33, depending on the temperature of the environment are presented in table 2.

Эксперименты проводились в холодильной установке и на воздухе. Состав невзрывчатого разрушающего состава без добавок из 96%-ного оксида кальция, полученный путем обжига известняка и гипса при температуре 1200^oC (время обжига при этой температуре 0,7-0,8 часа), имеющий водородный показатель pH 12,0-12,5.The experiments were carried out in a refrigeration unit and in the air. The composition of non-explosive destructive composition without additives from 96% calcium oxide obtained by calcining limestone and gypsum at a temperature of 1200 ^o C (firing time at this temperature of 0.7-0.8 hours), having a pH of 12.0-12 ,5.

Дозированная смесь перемешивается в смесителе в течение 2-х минут и заливается в шпуры. Водопорошковое отношение (масса воды от массы порошка) изменялась от 0,29 до 0,35. The dosed mixture is mixed in the mixer for 2 minutes and poured into holes. The water-powder ratio (mass of water versus mass of powder) varied from 0.29 to 0.35.

По результатам экспериментов предложены оптимальные составы, обеспечивающие нормальную круглосуточную работу предприятий. Давление, развиваемое составом в течение 6-23 ч, достигает соответственно 62-17 МПа в зависимости от температуры среды. Based on the results of the experiments, optimal compositions were proposed that ensure normal round-the-clock work of enterprises. The pressure developed by the composition over 6-23 hours reaches 62-17 MPa, respectively, depending on the temperature of the medium.

Количество безводных добавок (q) при соответствующих температурах (T): карбонат калия (1), гидроксид аммония (2), сахароза (3), лигносульфонат технический модернизированный, представлены на чертеже (см. график). The amount of anhydrous additives (q) at the corresponding temperatures (T): potassium carbonate (1), ammonium hydroxide (2), sucrose (3), technical modernized lignosulfonate, are presented in the drawing (see graph).

Использование предложенного невзрывчатого разрушающего состава позволит по сравнению с прототипом повысить производительность труда при отбойке, разделке и разрушении монолитных объектов различной крепости при круглосуточной работе в интервале от +5^o до -15^oC, а также улучшить окружающую среду, сохранить природу в первозданном состоянии, улучшить эстетику производства.Using the proposed non-explosive destructive composition will allow, in comparison with the prototype, to increase labor productivity during breaking, cutting and destruction of monolithic objects of various strengths around the clock in the range from +5 ^o to -15 ^o C, as well as to improve the environment, to preserve nature in its original state, improve the aesthetics of production.

Claims

Non-explosive destructive composition, including sucrose and calcium oxide, characterized in that it contains 96% ground calcium oxide obtained by calcining limestone and gypsum, and additionally potassium carbonate, ammonium hydroxide and lignosulfonate technical modernized in the following ratio of components, wt.% :
Potassium carbonate - 3.0 - 12.0
Ammonium hydroxide - 1.0 - 14.2
Sucrose - 0.2 - 0.52
Technical modernized lignosulfonate - 0.25 - 0.35
Specified Calcium Oxide - Rest