Невзрывчатый разрушающий материал

 

Изобретение относится к производству невзрывчатых разрушающих материалов, для безопасного разрушения и дробления монолитных объектов, например при добыче природного камня в горно-добывающей промышленности и при сносе бетонных конструкций при строительстве и реконструкции различных объектов. Цель изобретения повышение эффективности применения разрушающего материала за счет обеспечения поглощения воды расширяющимся компонентом при низких положительных и отрицательных температурах окружающей среды, а также сокращения времени прохождения реакции гидратации и повышение усилия самонапряжения. Сущность изобретения: невзрывчатый разрушающий материал содержит гидративно-расширяющийся компонент и добавку перманганата калия, взятого в количестве 1,5 - 3,0 мас.% от общего количества смеси. 1 табл.

Изобретение относится к производству невзрывчатых разрушающих материалов и их использования для безопасного разрушения и дробления монолитных объектов, например, при добыче природного камня в горно-добывающей промышленности и при сносе бетонных конструкций при строительстве и реконструкции различных объектов.

Известен разрушающий материал, содержащий гидративно-расширяющийся компонент, который вследствие специальной технологии изготовления обладает структурой, обеспечивающей эффективное протекание процесса гидратации и при достаточно низких температурах окружающей среды. Однако, поскольку и для этого вещества необходим некоторый промежуток времени для впитывания порошком добавляемой воды, после чего процесс гидратации протекает уже практически независимо от температуры окружающей среды, до момента впитывания при отрицательных температурах вода, находящаяся в свободном состоянии может замерзнуть, что приводит к прекращению гидратации. Кроме того, давление самонапряжения известной смеси при отрицательных температурах не достигают значений, которые обеспечиваются при положительных температурах.

Цель изобретения - повышение эффективности применения разрушающего материала при низких положительных и отрицательных температурах окружающей среды, а также сокращения времени прохождения реакции гидратации и повышение усилия самонапряжения.

Поставленная цель достигается тем, что невзрывчатый разрушающий материал, содержащий гидративно-расширяющийся компонент, дополнительно содержит добавку в виде перманганата калия, взятого в количестве 1,5-3,0 мас.% от общего количества смеси. Установлено, что при содержании перманганата калия в смеси менее 1,5 мас.% эффекта ускорения реакции гидратации не наблюдается. Установлено, что в пределах содержания перманганата калия от 1,5 до 3,0 мас.% повышается усилие самонапряжения смеси независимо от температуры окружающей среды на 10-20% по сравнению с прототипом. Однако, при дальнейшем увеличении количества перманганата калия усилие самонапряжения начинает быстро падать, по-видимому, из-за снижения относительного количества гидравтивно-расширяющегося компонента.

Добавлять перманганат калия в расширяющийся компонент можно различными вариантами: путем предварительного растворения его в добавляемой воде, путем равномерного распределения его в порошкообразном расширяющемся компоненте до размещения сухой смеси в патронах или россыпью в шпурах (скважинах), путем введения его в расширяющийся компонент компактно с последующим перемешиванием после добавки воды и другими путями. Кроме того, при весьма низких температурах (порядка -15^оС и ниже) патроны, насыщенные водой, целесообразно помещать дополнительно в теплоизолирующую оболочку, предотвращающую теплообмен с окружающей средой в такой степени, чтобы вода успела поглотить расширяющимся компонентом до ее замерзания. В этих случаях может оказаться полезным и помещение таких патронов дополнительно в гидроизолирующую оболочку, предотвращающую потери тепла за счет его выноса из смеси с просачивающейся через оболочку патрона водой.

Предложенный невзрывчатый разрушающий материал изготавливается и используется следующим образом.

В случае использования материала россыпью производят обуривание разрушающего породного или бетонного массива шпурами по контуру откола. В шпуры засыпают расширяющийся компонент, состоящий, например, из смеси окиси магния и окиси кальция в количестве 70 мас.%, смеси окиси кальция и кремнезема в количестве 25 мас.%, смеси сульфата кальция и фторсиликата калия в количестве 5 мас.%. Перманганат калия в количестве 1,5-3,0 мас.% указанной смеси растворяют в воде, взятой в соотношении 0,27 : 1 к суммарной массе полученного сухого материала. Полученным раствором заливают шпуры с сухой смесью, где реакция гидратации начинает осуществляться через 7 мин. При указанном соотношении при температуре окружающей среды до -15^оС вода, не успевая замерзнуть, полностью впитывается в сухую смесь, обеспечивая оптимальное соотношение воды и расширяющегося компонента. Величина самонапряжения разрушающего материала, использованного описанным образом на 10-20% выше самонапряжения аналогичного материала без добавки перманганата калия. Возможен другой вариант: равномерно перемешанную смесь порошков расширяющегося компонента и перманганата калия засыпают в воду в соотношении 1 : 0,3 (по массе), заливают в шпуры.

Предложенный материал можно использовать в патронированном виде, например, в патронах диаметром 35 мм и длиной 200 мм. Масса патрона в этом случае составляет около 300 г. В таких случаях целесообразно перманганат калия применять в порошкообразном виде и смешивать его до равномерного распределения в расширяющемся компоненте в сухом виде до размещения материала в патронах.

Патроны до размещения их в шпурах можно насытить водой в указанном соотношении. Можно использовать водонепроницаемую оболочку, внутрь которой устанавли- вается патрон разрушающего материала, после чего водонепроницаемую оболочку заполняют водой. Оболочка патрона с разру- шающим материалом при этом должна быть выполнена водонепроницаемой.

Возможны и другие варианты использования предлагаемого материала. Сравнительные результаты испытания некоторых вариантов предложенны в таблице.

Целесообразно при температуре окружающей среды до -5^оС материал изготавливать путем добавления в расширяющийся компонент раствора перманганата калия в воде. При температуре до -10^оС материал целесообразно изготавливать путем предварительного перемешивания сухих порошков расширяющегося компонента с перманганатом калия с последующим добавлением в них чистой воды и заливкой в шпуры, а в случае патронированных смесей - путем опускания этих патронов в воду до их насыщения.

Формула изобретения

НЕВЗРЫВЧАТЫЙ РАЗРУШАЮЩИЙ МАТЕРИАЛ, включающий расширяющийся компонент на основе оксида кальция, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности его применения при низких положительных и отрицательных температурах окружающей среды, сокращения времени прохождения реакции гидратации и повышения усилия самонапряжения, он дополнительно содержит перманганат калия в количестве 1,5 - 3,0%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2