一种估算逐排灌注静态破碎剂合理间隔时间的方法与流程

本发明专利涉及一种估算逐排灌注静态破碎剂合理间隔时间的方法。

背景技术：

静态破碎剂是一种高膨胀性能的颗粒状物料，与水均匀拌合后填充到钻孔中，随着水化反应的进行，发生体积膨胀，反应物的固相体积可膨胀二到四倍，反应产生的膨胀力可均匀的传递给被破碎体，当膨胀力远大于材料的抗拉强度时被破碎体开裂、破碎。静态破碎具有无振动、无有害气体、无噪音、无飞石、无公害等优点。在不适合使用炸药爆破的场所，静态破碎技术有着广泛的应用。静态破碎剂灌注方式是影响破碎效果的主要因素，静态破碎剂灌注方式主要有逐排灌注、整体灌注、隔孔灌注等，在现场施工时，应根据不同的破碎目的选取合适的静态破碎剂灌注方式。

在很多混凝土或岩石类材料的拆除工程中，需要将被破碎体一排一排进行破碎，即逐排破碎，此时选取的静态破碎剂灌注方式一般为逐排灌注。为保证操作人员的安全，在前一排钻孔内灌注静态破碎剂浆体后，会使用覆盖物覆盖钻孔，以免喷孔时静态破碎剂喷射到人的皮肤或眼睛上，造成伤害。但如何选取逐排灌注静态破碎剂排与排之间合理的间隔时间，以安全、高效破碎，目前仍未解决。想要高效地进行静态破碎，就需要掌握静态破碎剂的膨胀过程，研究表明，静态破碎剂的膨胀过程可分为硬化阶段、体积迅速膨胀阶段和体积膨胀速度减慢三个阶段，当进入体积迅速膨胀阶段时静态破碎剂才开始发挥破碎效果，因此，当前一排钻孔内部静态破碎剂进入体积迅速膨胀阶段时，开始灌注下一排钻孔，就能够提高破碎效率，但在逐排灌注静态破碎剂时，很难达到准确、安全的估算出钻孔内静态破碎剂体积迅速膨胀阶段所需的时间，即逐排灌注静态破碎剂的合理时间间隔。因此，需要提出一种能够估算逐排灌注静态破碎剂合理间隔时间的方法，从而实现安全、高效破碎的目的。

技术实现要素：

本发明专利提供了一种估算逐排灌注静态破碎剂合理间隔时间的方法，该方法包括两个部分，第一部分为静态破碎剂膨胀性能试验，通过测试静态破碎剂与水反应时的高度变化数据，能够得到静态破碎剂开始迅速膨胀对应的时间，通过测量静态破碎剂浆体温度变化数据，能够得到静态破碎剂开始迅速膨胀时间所对应的静态破碎剂浆体的温度，通过在钻孔内部放置温度传感器，能够实时监测钻孔内静态破碎剂浆体的温度，通过读取到的静态破碎剂浆体的温度能够反推出钻孔内部静态破碎剂浆体开始迅速膨胀的时间，此时间即为相邻两排灌注静态破碎剂的合理间隔时间，从而能够提高使用逐排灌注方式破碎被破碎体的效率，实现安全、高效破碎的目的。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种估算逐排灌注静态破碎剂合理间隔时间的方法，包括以下步骤：

第一步，进行静态破碎剂膨胀性能试验，准备静态破碎剂膨胀测试装置，以便测量静态破碎剂膨胀时的高度和温度随时间的变化关系；

第二步，按照计算水剂比分别称取所需静态破碎剂和水的质量；

第三步，将称取好的静态破碎剂加水后进行搅拌，待拌合均匀后将静态破碎剂浆体迅速倒入静态破碎剂膨胀测试装置中，记录静态破碎剂浆体高度和温度随时间的变化规律；

第四步，根据记录的静态破碎剂高度随时间的变化数据，得出静态破碎剂开始迅速膨胀所对应的时间，记为t迅速膨胀，根据静态破碎剂浆体温度变化数据，得出时间为t迅速膨胀时对应的静态破碎剂浆体的温度，记为t迅速膨胀；

第五步，针对需要进行逐排破碎的被破碎体，如岩石或混凝土，设计合理的破碎参数，包括孔径、排距、孔距、最小抵抗线等，钻孔完成后，按照排数将钻孔分为第一排、第二排、第三排…；

第六步，在每一排选择一个钻孔，在钻孔内放置温度传感器，温度传感器通过导线与温度传感器读数表相连，通过温度传感器读数表读取静态破碎剂浆体的实时温度，按照计算水剂比称取灌注第一排所有钻孔所需的静态破碎剂和水的质量，搅拌均匀后将静态破碎剂浆体灌注到第一排钻孔内，在钻孔孔口上部铺盖一层覆盖物，以防止喷孔，待第一排钻孔内部温度传感器所示温度达到t迅速膨胀时，开始灌注第二排钻孔，待第二排钻孔内部温度传感器所示温度达到t迅速膨胀时，开始灌注第三排钻孔，如此循环作业，直至所有钻孔灌注完毕。

上述所述水剂比为0.28～0.32；所述静态破碎剂膨胀测试装置为盒顶预留圆孔的立方体铁盒。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

通过进行静态破碎剂膨胀性能试验能够得到静态破碎剂浆体开始迅速膨胀对应的时间和温度，通过放置在钻孔内部的温度传感器能够实时监测静态破碎剂浆体的温度，通过温度传感器读数表上的温度能够反推出钻孔内部静态破碎剂开始迅速膨胀的时间，此时间即为逐排灌注静态破碎剂的合理间隔时间，实现了准确、安全估算相邻两排灌注静态破碎剂合理间隔时间的目的。

附图说明

图1是静态破碎剂膨胀测试装置正视图。

图2是静态破碎剂膨胀测试装置俯视图。

图3是静态破碎剂膨胀时高度与时间的关系。

图4是静态破碎剂膨胀时温度与时间的关系。

图5是被破碎体第一排钻孔灌注静态破碎剂俯视图。

图6是被破碎体第一排钻孔灌注静态破碎剂正视图。

图7是本发明技术方案的技术流程图。

图中标号说明：1-外壁，2-保温层，3-内壁，4-刻度线，5-底座，6-电子测温仪探头，7-电子测温仪读数表，8-预留圆孔，9-盒盖，10-被破碎体，11-钻孔，12-静态破碎剂浆体，13-温度传感器，14-导线，15-温度传感器读数表。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明专利做进一步的详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1～图2是静态破碎剂膨胀测试装置，是由外壁1、保温层2、内壁3、刻度线4、底座5、电子测温仪探头6、电子测温仪读数表7、预留圆孔8和盒盖9组成，其中，外壁1和内壁3由铁质材料组成，电子测温仪探头6和温度传感器13由耐高温材料组成，盒盖9由透明玻璃材料组成。

一种估算逐排灌注静态破碎剂合理间隔时间的方法，包括以下步骤：

第一步，进行静态破碎剂膨胀性能试验，准备如图1所示的静态破碎剂膨胀测试装置，将该装置内部清洗干净，然后使用干抹布擦干，以确保装置内部无水分残留；

第二步，假设计算水剂比为0.3，称取2kg静态破碎剂和0.6kg的蒸馏水；

第三步，将2kg静态破碎剂和0.6kg的蒸馏水放入搅拌容器中搅拌，待拌合均匀后迅速倒入静态破碎剂膨胀测试装置中，盖上盒盖9，将电子测温仪探头6通过预留圆孔8插入装置中，由于盒盖9是由透明玻璃材料组成，且装置内壁3上设有刻度线4，因此可读取静态破碎剂高度随时间的变化关系，由于装置是一个规则的长方体，因此静态破碎剂浆体12体积变化情况可用高度变化代替，通过电子测温仪读数表7可读取温度随时间的变化关系，测得的静态破碎剂浆体12高度与时间的关系和静态破碎剂浆体12温度与时间的关系分别见图3和图4所示；

第四步，由图3可以看出，将静态破碎剂高度开始迅速上升所对应的时间记为t迅速膨胀，则在图4中，找出该时间对应的静态破碎剂浆体12温度，记为t迅速膨胀；

第五步，针对需要进行逐排破碎的被破碎体10，设计合理的破碎参数，如孔径、排距、孔距、最小抵抗线等，钻孔11完成后，按照排数将钻孔11分为第一排、第二排、第三排…；

第六步，如图5和图6所示，在每一排选择一个钻孔11，在钻孔11内放置温度传感器13，按照0.3水剂比称取灌注第一排钻孔11所需的静态破碎剂和水的质量，搅拌均匀后将静态破碎剂浆体12灌注到第一排钻孔11中，在钻孔11孔口上部铺盖一层覆盖物，以防止喷孔，待第一排钻孔11内部与温度传感器13相连的温度传感器读数表15所示温度达到t迅速膨胀时，可认为第一排钻孔11内的静态破碎剂浆体12开始迅速膨胀，此时开始灌注第二排钻孔11，待第二排钻孔11内部与温度传感器13相连的温度传感器读数表15所示温度达到t迅速膨胀时，开始灌注第三排钻孔11，如此循环作业，直至所有钻孔11灌注完毕。