一種靜態(tài)破碎劑的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種靜態(tài)破碎劑，其組成及各組分的重量百分比為：石蠟90%～94%，導(dǎo)熱物質(zhì)1%～5%，膨脹增強(qiáng)劑3%～5%。本發(fā)明靜態(tài)破碎劑是將導(dǎo)熱物質(zhì)、膨脹增強(qiáng)劑添加到熔化的相變物質(zhì)中，經(jīng)混合、均勻攪拌、冷卻固化、粉碎等工序制成。本發(fā)明的靜態(tài)破碎劑原料來(lái)源廣泛，破碎效率高，無(wú)腐蝕性，適用于巖石、混凝土破碎以及石材開(kāi)采。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種靜態(tài)破碎劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工程爆破領(lǐng)域，特別涉及一種靜態(tài)破碎劑。
【背景技術(shù)】
[0002]靜態(tài)破碎法是一種利用破碎劑水化反應(yīng)產(chǎn)生的膨脹壓力來(lái)破碎介質(zhì)的方法，廣泛應(yīng)用于巖石、混凝土的破碎、切割以及結(jié)構(gòu)物的拆除。它具有無(wú)震動(dòng)、無(wú)飛石、無(wú)噪聲、無(wú)粉塵和毒氣以及對(duì)保留部分無(wú)損傷的特點(diǎn)，適用于禁止或無(wú)法使用炸藥爆破的場(chǎng)合，是對(duì)傳統(tǒng)爆破方法的重要補(bǔ)充。
[0003]但目前這一方法存在的問(wèn)題是，破碎劑原料多數(shù)以氧化鈣為主，導(dǎo)致原料和成品生產(chǎn)對(duì)環(huán)境有一定污染；破碎劑有一定腐蝕性，且在較高環(huán)境溫度下施工時(shí)易發(fā)生噴孔，因此施工防護(hù)要求較高；破碎劑的水化反應(yīng)速度緩慢，通常需要經(jīng)過(guò)數(shù)小時(shí)甚至十幾小時(shí)才能起到破碎效果，破碎效率較低；破碎效果受環(huán)境溫度、水溫、水灰比等影響較大。因此，研究開(kāi)發(fā)新的高效環(huán)保型靜態(tài)破碎方法具有實(shí)際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種靜態(tài)破碎劑，創(chuàng)新的采用石蠟代替氧化鈣作為相變物質(zhì)，具有提高施工效率，節(jié)約施工成本，減少環(huán)境污染，避免施工過(guò)程中造成人員傷害的特點(diǎn)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種靜態(tài)破碎劑，所述靜態(tài)破碎劑組成及各組分的重量百分比為:石蠟90%~94%,導(dǎo)熱物質(zhì)1%~5%，膨脹增強(qiáng)劑3%~5%。
[0007]所述石蠟的相變溫度為45°C~60°C。
[0008]所述的導(dǎo)熱材料為膨脹石墨。
[0009]所述的膨脹增強(qiáng)劑為十二水合硫酸鋁鉀。
[0010]所述靜態(tài)破碎劑的制備采用以下步驟:
[0011](1)按上述重量百分比分別稱(chēng)取石蠟、導(dǎo)熱材料和膨脹增強(qiáng)劑；
[0012](2)將膨脹石墨干燥后置于馬弗爐中，并在950°C下加熱處理60s，得膨化后的膨脹石墨；
[0013](3)將石蠟加熱至熔化，測(cè)得其溫度在60°以下時(shí)，向其中加入處理后的膨脹石墨和膨脹增強(qiáng)劑進(jìn)行混合并攪拌均勻；
[0014](4)將混合物靜置，待其冷卻固化后，將其置于氣流粉碎機(jī)中粉碎為粒徑為50~100目的顆粒，封裝即得成品靜態(tài)破碎劑。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0016]1、本發(fā)明提供的靜態(tài)破碎劑以石蠟、十二水合硫酸鋁鉀替代氧化鈣作為膨脹源，避免了生產(chǎn)和使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成污染；所需原料種類(lèi)少，配制簡(jiǎn)單，不產(chǎn)生粉塵，生產(chǎn)和儲(chǔ)存時(shí)對(duì)環(huán)境要求低，無(wú)需考慮防潮問(wèn)題。其作用效率主要取決于加熱效率，因此可有效解決現(xiàn)有破碎劑反應(yīng)速度受環(huán)境溫度影響大的問(wèn)題，也無(wú)需區(qū)分夏季型、冬季型和春秋型等；可在幾分鐘內(nèi)完成破碎過(guò)程，其破碎效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)型破碎劑；另外，本發(fā)明的靜態(tài)破碎劑無(wú)腐蝕性、使用溫度低，可避免灼傷皮膚、傷害眼睛等施工事故，使用安全性高。
[0017]2、本發(fā)明靜態(tài)破碎劑的膨脹壓力高，最高可達(dá)90MPa，而傳統(tǒng)型破碎劑的膨脹壓力一般為30~50MPa，因此可大大拓展靜態(tài)破碎的應(yīng)用范圍，使之可用于硬巖及高強(qiáng)度混凝土的破碎。
[0018]3、本發(fā)明靜態(tài)破碎劑破碎效率高，破碎性能實(shí)驗(yàn)中的試件在12min以?xún)?nèi)即被完全破壞，而傳統(tǒng)型靜態(tài)破碎劑通常需要3~8h，其破碎效率是傳統(tǒng)型破碎劑的15~40倍，其工程意義顯而易見(jiàn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明靜態(tài)破碎劑試驗(yàn)例4的壓力-時(shí)間曲線圖。
[0020]圖2為本發(fā)明靜態(tài)破碎劑試驗(yàn)例5的壓力-時(shí)間曲線圖。
[0021]圖3為本發(fā)明靜態(tài)破碎劑試驗(yàn)例6的壓力-時(shí)間曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方案做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0023]實(shí)施例1:
[0024]一種靜態(tài)破碎劑，包括石蠟(相變物質(zhì))1.8kg，膨脹石墨(導(dǎo)熱物質(zhì))0.1kg，十二水合硫酸鋁鉀(膨脹增強(qiáng)劑)0.1kgo其中，石蠟相變溫度為52°C，膨脹石墨粒徑為100目，十二水合硫酸鋁鉀粒徑為200目。
[0025]所述靜態(tài)破碎劑的具體制造步驟如下:
[0026](1)將膨脹石墨置于65°C烘箱中干燥24h，然后置于坩堝中，并將坩堝放入950°C馬弗爐中處理60s，即得到膨化后的膨脹石墨。
[0027](2)將石蠟置于不銹鋼鍋中，在電爐上加熱至60°C使其完全熔化后停止加熱。將十二水合硫酸鋁鉀和經(jīng)過(guò)步驟(1)處理的膨脹石墨放入其中，連續(xù)攪拌直至混合均勻。
[0028](3)將混合物靜置，自然冷卻30min后完全固化，再將其置于氣流粉碎機(jī)中粉碎為粒徑為50~100目的顆粒，即可制得靜態(tài)破碎劑。
[0029]實(shí)施例2: —種靜態(tài)破碎劑，包括石蠟(相變物質(zhì))1.85kg，膨脹石墨(導(dǎo)熱物質(zhì))0.07kg，十二水合硫酸鋁鉀(膨脹增強(qiáng)劑)0.08kg。其中，石蠟相變溫度、膨脹石墨和十二水合硫酸鋁鉀的粒徑均與實(shí)施例1相同。
[0030]按與實(shí)施例1相同的步驟制得靜態(tài)破碎劑。
[0031]實(shí)施例3: —種靜態(tài)破碎劑，包括石蠟(相變物質(zhì))1.9kg，膨脹石墨(導(dǎo)熱物質(zhì))0.05kg,十二水合硫酸招鉀(膨脹增強(qiáng)劑)0.05kg。其中,石臘相變溫度、膨脹石墨和十二水合硫酸鋁鉀的粒徑均與實(shí)施例1相同。
[0032]按與實(shí)施例1相同的步驟制得靜態(tài)破碎劑。
[0033]試驗(yàn)例4:
[0034]將實(shí)施例1制得的靜態(tài)破碎劑裝入長(zhǎng)300mm、內(nèi)徑30mm、壁厚8.5mm的厚壁鋼管，兩端用螺母擰緊，在鋼管上纏繞電熱帶加熱。用耐高溫4210膠水在鋼管外表面中部粘貼軸向及周向應(yīng)變片，連接DT500數(shù)據(jù)采集器和電腦進(jìn)行應(yīng)變測(cè)試，由應(yīng)變計(jì)算靜態(tài)破碎劑的膨脹壓力變化。
[0035]圖1為測(cè)試和計(jì)算得到的實(shí)施例1靜態(tài)破碎劑的壓力-時(shí)間曲線，膨脹壓力從200s開(kāi)始緩慢增加，在約2400s時(shí)膨脹內(nèi)壓激增，從30MPa到最大值73MPa。
[0036]試驗(yàn)例5:
[0037]按與試驗(yàn)例4相同的方法，對(duì)實(shí)施例2制得的靜態(tài)破碎劑進(jìn)行膨脹壓力測(cè)試。
[0038]測(cè)試及計(jì)算結(jié)果如圖2所示。膨脹壓力在約1600s后迅速增大，并在約2400s后激增，約4000s后達(dá)到最大值75MPa。[0039]試驗(yàn)例6:
[0040]按與試驗(yàn)例4相同的方法，對(duì)實(shí)施例3制得的靜態(tài)破碎劑進(jìn)行膨脹壓力測(cè)試。
[0041]測(cè)試及計(jì)算結(jié)果如圖3所示。膨脹壓力在約1200s后迅速增長(zhǎng)，在2900s時(shí)達(dá)到70MPa，，最終在4400s時(shí)達(dá)到最大值90MPa。
[0042]試驗(yàn)例7:
[0043]用實(shí)施例1所得的靜態(tài)破碎劑進(jìn)行破碎性能實(shí)驗(yàn)。
[0044]實(shí)驗(yàn)采用標(biāo)號(hào)為M15、邊長(zhǎng)200mm的水泥砂漿試件1，在試件I中心鉆孔，孔深150mm，孔徑40mm。在孔內(nèi)裝填高度為80mm的破碎劑3，并在破碎劑中部埋設(shè)直徑0.3mm、長(zhǎng)2cm的電阻絲2，用連接線5引出孔外。采用快硬水泥4封孔，封孔長(zhǎng)度70mm。
[0045]用照明電對(duì)電阻絲2通電加熱，約8min后試件I頂面出現(xiàn)一條裂縫，該裂縫從中心孔邊緣發(fā)展，通電IOmin后裂縫快速擴(kuò)展至試件I的背面，使試件I破碎為兩半。
[0046]試驗(yàn)例8:
[0047]采用與試驗(yàn)例7相同的試件和實(shí)驗(yàn)方法對(duì)實(shí)施例2所得的靜態(tài)破碎劑進(jìn)行破碎性能實(shí)驗(yàn)。
[0048]在通電后12min時(shí)，試件I出現(xiàn)貫穿裂縫,破碎為兩半。
[0049]試驗(yàn)例9:
[0050]采用與試驗(yàn)例7相同的試件和實(shí)驗(yàn)方法對(duì)實(shí)施例3所得的靜態(tài)破碎劑進(jìn)行破碎性能實(shí)驗(yàn)。
[0051]在通電約9min時(shí),試件I完全破碎為兩半。
[0052]由上述實(shí)施例1~3看出，與傳統(tǒng)型靜態(tài)破碎劑相比，本發(fā)明靜態(tài)破碎劑的一個(gè)突出優(yōu)勢(shì)是所需原料種類(lèi)少，配制簡(jiǎn)單，不產(chǎn)生粉塵，生產(chǎn)和儲(chǔ)存時(shí)對(duì)環(huán)境要求低，無(wú)需考慮防潮問(wèn)題。
[0053]由上述試驗(yàn)例4~6看出，本發(fā)明靜態(tài)破碎劑的另一個(gè)突出優(yōu)勢(shì)是膨脹壓力高，最高可達(dá)90MPa，而傳統(tǒng)型破碎劑的膨脹壓力一般為30~50MPa，因此可大大拓展靜態(tài)破碎的應(yīng)用范圍，使之可用于硬巖及高強(qiáng)度混凝土的破碎。
[0054]由上述試驗(yàn)例7~9看出，本發(fā)明靜態(tài)破碎劑的最為顯著的優(yōu)勢(shì)是破碎效率高，破碎性能實(shí)驗(yàn)中的試件在12min以?xún)?nèi)即被完全破壞，而傳統(tǒng)型靜態(tài)破碎劑通常需要3~8h，其破碎效率是傳統(tǒng)型破碎劑的15~40倍，其工程意義顯而易見(jiàn)。
[0055]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種靜態(tài)破碎劑，其特征在于，所述靜態(tài)破碎劑組成及各組分的重量百分比為:石蠟90%~94%，導(dǎo)熱物質(zhì)1%~5%，膨脹增強(qiáng)劑3%~5%。
2.如權(quán)利要求1所述的靜態(tài)破碎劑，其特征在于所述石蠟的相變溫度為45°C~60°C。
3.如權(quán)利要求2所述的靜態(tài)破碎劑，其特征在于所述的導(dǎo)熱材料為膨脹石墨。
4.如權(quán)利要求3所述的靜態(tài)破碎劑，其特征在于所述的膨脹增強(qiáng)劑為十二水合硫酸鋁鉀。
5.如上述任一權(quán)利要求所述的靜態(tài)破碎劑，其特征在于，所述靜態(tài)破碎劑的制備采用以下步驟: (1)按上述重量百分比分別稱(chēng)取石蠟、導(dǎo)熱材料和膨脹增強(qiáng)劑； (2)將膨脹石墨干燥后置于馬弗爐中，并在950°C下加熱處理60s，得膨化后的膨脹石墨； (3)將石蠟加熱至熔化，測(cè)得其溫度在60°以下時(shí)，向其中加入處理后的膨脹石墨和膨脹增強(qiáng)劑進(jìn)行混合并攪拌均勻； (4)將混合物靜置，待其冷卻固化后，將其置于氣流粉碎機(jī)中粉碎為粒徑為50~100目的顆粒，封裝即得成品靜態(tài) 破碎劑。
【文檔編號(hào)】C09K3/00GK103788922SQ201410039857
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】邵鵬, 楊嫣, 劉霞, 楊大兵, 任廣學(xué), 范芝宇, 邵宇晨 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)