Безвзрывной разрушающий состав

 

Использование: в горнорудной промышленности, в строительстве в качестве расширяющей и упрочняющей добавки к бетонным смесям. Сущность изобретения: состав содержит, мас.%: вода 28, 0 - 30,0; оксид магния 1,5 - 3,5; диспергатор 1,4 - 2,0; замедлитель гидратации 1,4 - 2,0; азотнокислый калий 1,0 - 1,5; хлористый калий или натрий 1,0 - 1,5; оксид кальция - остальное. Состав готовят смешиванием сухих компонентов, при выдержке смеси при минус 12 - 15 ^oС и добавлении воды. Расширяющее усилие 44,64 - 45,41 МПа, время достижения расширяющего усилия 18 ч. 2 табл.

Изобретение относится к разрушающим составам, не содержащим взрывчатых веществ, и может быть использовано в горнодобывающей промышленности, в реставрационных работах, проводимых в действующих цехах и зданиях, для разрушения твердых пород при разделке блоков, прокладке траншей и тоннелей, при разрушении других бетонных, железобетонных и каменных объектов, при добыче камня ценных пород, например мрамора, а также в качестве расширяющей и упрочняющей добавки к бетонным смесям.

Известны новые материалы, применяемые для эффективного разрушения прочных хрупких объектов, принцип использования которых основан на безвзрывном действии за счет возникновения расширяющего усилия при смешивании их с водой [1, 2] Наиболее близким по составу и способу изготовления к изобретению относится невзрывчатый разрушающий состав (НРС-1), получаемый на основе окиси кальция, воды и замедлителя гидратации с введением дополнительных компонентов [3, 4, 5] Недостатком данного состава является невозможность использования его при низких температурах, в том числе при минусовых, наличие самопроизвольных выбросов рабочей смеси из шпуров в летний период при 20-25^оС и выше и ограниченность диаметра используемых скважин (не более 45 мм) из-за опасности выброса состава при соблюдении прочих условий.

Целью изобретения является создание такого безвзрывного разрушающего состава, который практически без снижения расширяющего усилия обладал бы более широким температурным интервалом применения, в частности, позволял бы проводить работы в естественных зимних условиях, а в летнее время допускалось бы бурение скважин большего (чем 50 мм) диаметра без опасности выбросов рабочей смеси.

Поставленная цель достигается тем, что в известный состав НРС-1 дополнительно вводят оксид магния в количестве 1,5-3,5% нитрат калия и хлорид натрия (или калия) при соотношении KNO₃:NaCl=1:1 в количестве 2,5% к общему содержанию сухих компонентов.

Содержание основных компонентов в предлагаемом составе должно быть в следующей пропорции, мас. Окись кальция, CaO 60-66 Окись магния, MgO 1,5-3,5 Разжижитель рабо- чей смеси (диспер- гатор) типа НФ, про- дукт конденсации нафталинсульфокис- лот с формальдегидом со степенью n=2-9 (суперпластифика- тор С-2) или "До- фен" (триполифос- фат натрия) 1,0-2,0 Замедлитель гидрата- ции в виде лигно- сульфонатов по ОСТ 13-183-83 или суль- фитно-спиртовая бар- да, или замедлитель КБП (сульфитно-дрож- жевая бражка) 1,0-2,0 Азотнокислый калий, KNO₃ 1,0-1,5 Хлористый натрий (калий), NaCl /KCl/ 1,0-1,5 Вода 28-30 Таким образом, заявляемый состав отличается от известного введением новых компонентов: оксида магния, азотнокислого калия и хлорида натрия (калия). Наличие этих ингредиентов приводит к тому, что при смешивании сухого материала с водой образуется жидкая фаза солевой раствор, температура замерзания которого составляет минус 15-17^оС, что обеспечивает осуществление гидратации активных форм CaO и MgO в зимних условиях. Скальные породы, фундаменты зданий, слежавшиеся грунты и т.д. в зимний период, как правило, имеют более высокую температуру, нежели отмеченная выше, поэтому применение нового состава в условиях зимы становится вполне допустимым. При этом достигается требуемое по ТУ [5] расширяющее усилие.

Присутствие добавочных новых солей одновременно нивелирует экзотермический эффект гидратации активных составляющих материалов, что приводит к смягчению процесса гидротации и уменьшает опасность выброса смесей из скважин в жаркую погоду. Так во время испытаний нового состава выбросов рабочей смеси не было отмечено даже при температуре воздуха 36^оС. Помимо этого, такое поведение состава позволяет проводить бурение широких скважин (до 105 мм) с соответствующим сокращением общего объема буровых работ и расхода нового разрушающего средства.

Для контрольной проверки заявляемого состава и его действия были приготовлены смеси с соответствующим содержанием компонентов, приведенных в таблице. Измерение расширяющего усилия образцов осуществлялось на динамометрической установке в естественных условиях. Смешивание состава с водой производилось после выдержки образцов на холодном воздухе при температуре минус 12-15^оС, температура воды для затворения (смешивания) составляла во всех случаях 2^оС. Начальная температура после смешивания составляла 14,5^оС. Проведенные испытания показали, что образцы нового безвзрывного разрушающего состава развивают через 24 ч расширяющее усилие более 40 МПа, близкое к прототипу, однако при температурах, значительно ниже той, которая определяет нижний предел применимости НРС-1 [5] Использование заявляемого состава позволит: применять безвзрывной разрушающий состав в зимних условиях при температуре разрушаемых объектов до минус 15^оС; применять при разрушении бурение скважин большего, чем 50 мм, диаметра (до 105 мм); использовать предлагаемый состав в жарких климатических условиях при температурах до 35^оС без опасения выбросов смеси из шпуров.

Благодаря использованию скважин большого диаметра объем буровых работ при применении нового состава (БРС) уменьшается вдвое по сравнению с применение НРС-1, снижаясь с 1,496 до 0,718 м³ на добычу 100 м³ мрамора. При этом расход разрушающего состава сокращается с 3,17 до 1,523 т.

Технология получения предложенного состава не меняется по сравнению с используемой для известного состава [5]

Формула изобретения

Безвзрывной разрушающий состав, включающий оксид кальция, замедлитель гидратации, диспергатор, воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид магния, азотнокислый калий и хлористый калий или натрий при соотношении азотнокислый калий хлористый калий или натрий 1:1 и следующем соотношении компонентов, мас.

Вода 28 30 Оксид магния 1,5 3,5
Диспергатор 1,4 2,0
Замедлитель гидратации 1,4 2,0
Азотнокислый калий 1,0 1,5
Хлористый калий или натрий 1,0 1,5
Оксид кальция Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1