“”无声破碎剂静态破碎技术

（1）在中国很多市政工程建设、厂房矿改造中，常遇到岩石、基础、建（构）筑物需要拆除，往往处于很复杂环境之中，拆除工程数量虽然不大，使用控制爆破，需要办理相应的报批施工手续很麻烦；用人工拆除，不仅效率超级低，而劳动强度狠大，人们很希望研制一种安全的破碎岩石或者混凝土材料。

静态破碎剂就是这样一种新型的破碎材料，它是一种以特殊的硅酸盐为主体的无机化合物和复合有机物制成的粉末状物质，在水化反应过程中形成固体膨胀，产生膨胀很大的膨胀压力，造成介质破裂。1979年开始首先在亚洲日本市场上销售，我国从1980年由建筑材料科学院首先开始研究，1986年江西**家强力膨胀剂厂正式投产。由于本产品是一种静力作用，破裂过程无飞石、无震动、无音响，也无有毒气体产生，在国内又称为高效无声破碎剂（静态破碎剂 无声膨胀剂 静裂剂）。

（2） 静态破碎的作用机理和主要特点

a， 静态破碎的作用机理

不论何种破碎剂，其主要成分均为无机化工原料。无声破碎剂加水后，其中粉末和水发生反应，最初生成微细的胶质状的化学颗粒，同时放出大量热量，这种颗粒随着时间的推移，逐渐形成各向异性的六角形结晶。这种结晶体在颗粒周围有两层或三层，而且呈刚性。在生成结晶的过程中产生膨胀压力。2~4小时后膨胀压力持续增大，经过24~48小时后达到**膨胀力度。

混凝土等脆性材料抗压强度大，抗拉强度小。混凝土的抗压强度为200~500kgf/cm2（1 kgf/cm2≈0.1mpa）；抗拉强度则为15~30 kgf/cm2。岩石的抗压强度为1000~1500 kgf/cm2，抗拉强度为40~70 kgf/cm2。 

如图12-1所示，孔壁作用膨胀压力时，产生环向拉应力和径向压应力，当拉应力超过被破碎体的抗拉强度时，即在钻孔之间的连接处产生裂纹，随着时间的推移，膨胀压逐渐增大，裂缝宽度亦随着时间推移不断地增大，最终可以将物体切割或完全破碎。

无声破碎剂产生膨胀压的数值约为混凝土抗拉强度的25~55倍，为岩石抗拉强度的15~20倍，因此用牌破碎剂破碎岩石或混凝土是毫无问题的。

（3） 静态破碎的主要特点

  无声破碎剂静态破碎技术，实质上不属于爆破技术范畴。它的破碎过程是低压和慢加载的，所以是一种非性的无公害破碎剂，不属易燃易爆危险品，因此也不受物品安全管理的限制，运输、保管和使用均很安全。

静态破碎剂的膨胀压力有500~800 kgf/cm2，作用过程缓慢，因而适用于多面临空的基础。对于薄形结构，如墙、地坪等，采用静态破碎技术，较爆破法合理；对于有较多原生裂隙的岩石、浆砌片石，可取得较好的破碎效果；对于脆性材料的切割，比较理想。。

静态破碎剂的材料单价不高，静态破碎技术适用于零小及复杂环境下的拆除任务，也可以用于大理石、花岗岩等贵重石材的开采。可以说，静态破碎技术有其独特长处，是对爆破和其它破碎方法的重要补充。

（4）静态破碎剂的主要技术指标

膨胀压力p是静态破碎剂的主要技术指标，要选择合适的操作方法，以获得较高的膨胀压力。萍乡市湘东区强力膨胀剂厂对sca的试验资料表明，环境温度对无声破碎剂的膨胀压力p影响很大，气温高p值高；温度低p值低。由图12-3可知，无声破碎剂的膨胀压随温度的增高而增大。使用sca—ii型时温度升高7 ℃，膨胀压将增加一倍，这说明温度的影响是很明显的。施工时可根据当地的气温条件，选择合适的无声破碎剂型号。一般来说，只要不产生喷出现象，使用温度高一些，破碎效果会更好。根据施工经验，使用温度可比规定的温度提高5~8℃。在冬季施工时可采用温水搅拌sca，或用电热丝法适当加热。

水灰对比膨胀压力p的影响也很大，水灰比小p值大，水灰比大p值小。由图12-4可知，sca随水灰比的增大而减小。因为水灰比小时，浆体的密度高，破碎效果好。但水灰比太低时，不利于施工。一般，水灰比宜控制在0.3~0.35。

     （5）无声破碎剂的膨胀压随着孔径的增大而提高。因为孔径大，用药量增大，因此效果好。但不能无限的增加孔径，否则因为孔径大，水化热集聚多，也容易引起喷出现象。一般说，孔径为30~50毫米。

不同型号的膨胀压不同。由图12-6可知，三种型号的无声破碎剂在相应的温度下，其膨胀压的数值是不同的。无声破碎剂-i型的膨胀压相当于sca-Ⅲ型的一倍，这说明夏季施工破碎效果好。为了提高破碎效果，是否可以在夏季使用sca-Ⅲ型呢？回答是否定的，因为sca的激烈水化反应也将造成喷出现象。因此，要根据不同的温度，使用相应型号的sca。

（6）从理论上讲，对于有多个临空面的岩石或混凝土基础，可以采用脆性材料的屈服关系tresce的理论，推导出材料开始破裂所需膨胀压力的概略值，并由图12-6查出开始破裂的时间。表12-6列出了几种材料发生裂纹所需的膨胀压力及开裂时间，观测表明，计算值与实测数据基本符合。

     （7）对于临空面不好及大面积的破碎体，因为有外压的作用，不能简单地规定所需要的膨胀压。因此，采用无声破碎剂法施工，事先开创好被破碎体的临空面，对改善破裂效果十分重要。对于大面积施工，建议分批装填无声破碎剂。对于每个临空面，同一批以不大于3排为宜，待破裂块清理后，再装填下一批的钻孔。

为了提高切割及预裂面的平整度，还可以在装药孔间，加钻不装药的导向孔，这种导向在靠近临孔空面处尤有必要，它可以防止切割面向其它方向拉裂。

钻孔设计时要搞清楚破碎的目的，被破碎体的抗拉强度、形状、自由面数目、岩石的性状节理、混凝土建、构筑物的配筋率、结构性质以及周围的情况，气候条件，计划进度及其它因素。

要选择合适的孔径、孔距、孔深和钻孔角度。要合理的利用自由面，没有自由面时，要制造自由面。钻孔机具一般选用风钻。

钻孔方向，一般情况是根据被破碎体的位置、形状采用风钻打垂直孔，也可打水平孔、斜孔等，以提高破碎效果。

静态破碎技术的施工顺序如下：⑴根据钻孔设计在岩石或混凝土建、构筑 物上钻孔；⑵用水调制静态破碎剂浆体；⑶在钻孔内灌注浆体；⑷养护（指冬季盖草帘保温）；⑸裂缝出现；⑹裂缝的扩展；⑺清理现场。

施工时可根据当地的气温条件，选择合适的hsca型号。一般来说，只要不产生喷出现象，使用温度高一些，破碎效果会更好。根据施工经验，使用温度可比规定的温度提高5~8℃。

无声破碎剂的凝结时间，初凝不早于30分钟，终凝不迟于4小时。在实际施工时，一次搅拌量以1~2袋（5~10kg）为宜，按水灰比0.28~0.35用机械手或手工（戴橡皮手套）搅拌成具有流动性的均匀的浆体，这时浆体的流动度在180~190。

填孔之前，必须将孔清理干净，不得有水和杂物，充填作业可采用直接灌入法或用灰浆泵压入法，对于重直孔，不必堵塞孔口，对于水平孔或倾斜孔，要堵塞孔口，以免浆体流出，可用干稠的hsca胶泥搓成条塞入孔中并捣实。应注意，拌好的浆体，要在10分钟内使用完毕，超过10分钟，其流动性及破碎效果明显降低。

（9）春夏秋季节施工不必养护，一般灌浆后5~20小时可将破碎物体破碎，冬季5℃以下施工时可采用40℃左右的水拌合，并需采取保温或加温措施，一般灌浆后20~30小时可将破碎物体破碎。施工温度越低，物体开裂时间越长，破碎效果也会降低。

在施工中，应注意避免无声破碎剂接触皮肤，因为hsca的主要成份是生石灰，呈碱性，如有沾染，要立即用水冲洗，特别应防止浆体进入眼睛，如有发生，必须立即用大量的水冲洗，并去医院治疗。

当静态破碎剂温度由于某种原因迅速上升，与静态破碎剂共存于孔内的自由水急剧形成水蒸汽，生产压力，有时会造成填入孔中的静态破碎剂猛烈喷出，因此，在装填孔时，作业人员必须戴防护眼镜，灌浆后到裂纹发生前不得对孔直视，以防万一发生喷出时伤害眼睛。hsca不宜装填直径大于65的钻孔，也是防止hsca浆体在水化反应过程中从孔口喷出，造成事故。

对于破碎钢筋混凝土，应该预先切断部分外围钢筋，再用hsca破碎。采用静态破碎法，一般只能对材料起到切割及破裂的作用，应在清理中配备风镐及吊装机械，以提高工作效率。