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SCA型破碎剂如何应用?

作者:马清浩来源:水泥混凝土外加剂550问 浏览次数: 日期:2012-08-22

一、用途

(1)破碎剂与水调成浆体灌入岩石或混凝土构筑物的钻孔中,依靠本身水化可产生30~80MPa膨胀压,使破碎物体无震动、无噪声、无飞石和无毒气的情况下安全破碎。不燃、不爆,运输、保管和使用安全方便。

(2)可用作混凝土构筑物、岩石等脆性材料、窖炉衬里、沉井工程等其他特殊工程的安全破碎与拆除,以及花岗石、大理石、玉石等石材的开采、切割和破碎。

二、执行标准

JC506—1992。

三、用量与用法

(1)选型:用量为15~25kg/m。根据使用温度,分为三个型号(表1)。

(2)布孔:打孔参数可根据破碎物体的强度大小而定(表2)。

(3)破碎剂的使用温度在10℃以上时,施工后一般不需加覆盖物(雨天除外)。若产生裂纹可用水浇缝,以加快其膨胀作用。

(4)无声破碎剂的使用温度在10℃以下时,施工后须用草席覆盖保温,可通入蒸汽进行养护。

(5)当破碎剂在负温条件下使用时,施工用40~60℃热水进行搅拌,并须采取保温或加温措施,亦可采用一种耗电少、破碎效果显著的电热法加温,即在每个孔中放置一根0.5mm电热丝和一根塑料电线,将它们串联或并联后接在220V可调变压器上,将电压降至50~100V,利用低压大电流不断加热,以保持无声破碎剂浆体在40~50℃下进行水化。

(6)破碎剂填充后2~3h内,勿靠近孔口直视,以防偶尔发生喷出现象时伤害眼睛。施工时需戴防护眼镜。破碎剂对皮肤有轻度腐蚀性,施工时需戴乳胶防护手套,若溅到皮肤上应立即用水冲洗干净。

(7)搅拌:该剂制浆后使用。与水拌合较稠的状态为宜,搅拌后浆体要在10min内全部灌入孔中,并捣实,一般1500~1750mL水配制5kg(1小包)破碎剂,搅拌成具有流动性的均匀浆体。

(8)充填:灌浆孔应清理干净,不得有水和杂物,孔须密实。垂直孔:直接把浆体灌入,不必堵塞孔口。水平孔:制成干稠胶泥状,将本剂搓成条塞入孔中并捣实。

(9)按“先四周,后中央”的灌注顺序灌浆。灌浆时,必须连续成线,防止形成空气夹层,浆体灌至孔口为止。破碎剂要随用随配,一次不要拌制过多,搅拌好的浆体应尽快装到炮孔内,如流动度丧失,不可继续加水拌合使用。

(10)装填炮孔前应检查炮孔干湿程度,对吸水性强的干燥炮孔,应先以净水湿润孔壁,然后装填。以免大量吸收浆体中水分,影响水化作用和降低破碎效果。灌孔要分期分批从自由面往里灌,相互间隔4h左右。

(11)养护:春夏秋季节施工不必养护,一般灌浆后5~20h可将被破碎物体破碎,冬季5℃ 以下施工时可采用40℃左右的水拌合,并须采取保温或加温措施,一般灌浆后20~30h可将被破碎物体破碎。施工温度越低,物体开裂破碎时间越长。

四、包装、贮存

塑料袋5kg/袋包装,集装成50kg/袋编织袋包装;干燥贮存、防水、防湿;贮存期6个月。

【应用实例1】

一、无声破碎剂破碎机理和特点

高效无声破碎剂是一种粉状高效能安全破碎材料,用以安全拆除混凝土建筑和开采切割大理石、花岗岩。用水将HSCA调成浆体灌入岩石或混凝土钻孔中,经8~48h产生的膨胀压可使被破碎体产生裂纹,随时间增加,裂纹会不断扩大,利于铲除作业。特别适用在不宜采用炸药爆破的场合进行破碎或拆除作业,使用安全,效率高,不中断交通,不停工停产。静态破碎剂在北京北护城河挡墙拆除中的应用高效静态破碎剂的技术参数见表3。

二、钻孔参数设计

根据已有施工经验的钻孔参数(表4),设计两个试验段的钻孔参数如图1所示,其中I试验段钻孔孔口位于拆除高程以上50mm处,孔向水平下倾30°,孔距300mm,孔径30mm,孔深400mm;Ⅱ试验段钻孔孔口拆除高程以上50mm处,孔向水平下倾30°,孔距500mm,孔径40mm,孔深500mm。

三、拆除步骤

(1)布孔:如图1所示布孔。

(2)清孔:钻孔完成后,采用高压风清孔。在充填浆体前清除孔内杂物,防止因水进入孔内稀释浆体,延长破碎时间,影响破碎效果。

(3)填充:将孔内杂物用气泵吹干净后,将经搅拌的HSCA浆体在短时间内灌入孔中,经3~20h后HSCA产生膨胀压,可使岩石产生裂纹,随着时间推移裂纹会不断扩大,然后,用挖掘机挖装铲除作业,在水平的裂缝形成后,使用人工风镐和分裂机将待拆除的混凝土墙破碎后装车外运。

(4)注意事项

①无声破碎剂按生产厂家推荐的比例手工混合搅拌,控制破碎剂和水的重量比为1∶2.85。② 浆体要调制均匀,浆体调制后,灌注前先在孔口放一个小型漏斗,通过漏斗将浆体灌入孔中至灌满为止。③灌注过程中用小棒在孔内将浆体捣固密实,待24h后凭借无声破碎剂的膨胀压将混凝土墙体胀开。④HSCA浆体具有腐蚀性,应注意安全,施工时要戴防护眼镜和手套,灌孔后不要在近距离直视孔口,以防万一喷出浆体伤害眼睛,若皮肤粘上HSCA浆体,应立即用清水冲洗以防烧伤皮肤。

四、试验结果

Ⅰ试验段钻孔共34个,Ⅱ试验段钻孔共21个。水和破碎剂均按1∶2.85的比例配制,共用2箱(40kg)高效无声破碎剂。2005年9月11日上午8时开始填无声破碎剂,10时45分填完。次日凌晨3时开始出现裂缝,上午8时检查裂缝。检查结果如下:

Ⅰ试验段的混凝土挡墙全部在设计拆除高程附近裂开,开裂线与设计拆除线偏差20~30mm,符合设计要求;Ⅱ试验段(2+317.7)~ (2+324) 范围,已经裂开,开裂线与设计拆除线偏差30~40mm,比Ⅰ试验段的偏差稍大但仍符合设计要求,而(2+324)~(2+327.7) 范围内的混凝土挡墙却没有开裂,未开裂的原因可能与钻孔间距过大、施工过程中水和破碎剂未严格按厂家推荐的比例配制(浆体偏稀)或充填不够密实有关。

根据试验取得成果,在确保钻孔间距既便于拆除施工又不影响剩余部分结构使用功能的前提下,经现场监理确认,项目部确定了按Ⅰ试验段的施工参数进行全施工段内的挡墙拆除的施工方案。

以上试验参数,用静态破碎剂对原挡墙进行破碎,施工中无震动,无冲击波,无飞石,既保证了施工安全和工期,又保证了未拆除结构的完整性和强度,取得了较好的效果。

【应用实例2】

静态爆破在结构改造工程中的应用

北京洲际大厦位于北二环外中轴路东侧,建筑面积66000m,框剪结构,地下3层,地上15层。结构施工过程中由于规划要求需对其5~15层部分现浇混凝土梁及顶板进行破碎、植筋或拆除。由于混凝土为C40,楼板钢筋为ф12@150双排双向、梁截面较小、钢筋密集、混凝土强度等级较高,且均为高空作业,故破碎施工危险性大、技术要求高。

一、方案选择

(一)施工要求

(1)拆除破碎时应尽可能保留、保护钢筋,以减少植筋作业量,为此只能采用风钻,不能采用水钻。

(2)要保证不扰动未拆结构,不影响其强度。

(3)尽可能减少现场其他机械设备(如塔吊、室外电梯)配合作业的时间。

(4)施工工序为5~15层自下而上,但其中第10层、11层自上而下施工。

(5)破碎时禁止高空坠物并杜绝大块混凝土坠落,以免扰动下层结构。

(二)方案选择

根据施工要求及现场情况,经比较采用先预裂后静态爆破破碎的方案,即利用预裂爆破原理,在距离需保留结构5cm外,先钻1~2排密集空孔,为静态破碎提供破碎自由面,减少后续作业对保留结构的扰动,然后对需拆除部分钻孔,灌注静态破碎剂。在混凝土开裂后,用风镐集中破碎清运,并保留其中的钢筋。该方案具有工期适宜、造价低、能保留其中的钢筋、占用塔吊时间短及对结构扰动较小的优点,但对施工技术要求较高,施工时需密切注意安全。

二、静态爆破的设计

(一)静态爆破的原理

静态爆破是利用装在炮孔中的静态破碎剂的水化反应,使晶体变形产生体积膨胀,从而缓慢又安静地将膨胀压施加给空孔壁。由于受到空孔壁的约束,这种膨胀压转化为拉伸应力,一般混凝土抗拉强度仅1.5~3MPa,在这种拉伸应力作用下易引起破碎。测试表明,静态破碎剂在炮孔中产生的膨胀压一般可达30~80MPa,能充分保证混凝土在无震动、噪声、飞石及毒气的情况下安全裂缝破碎。

(二)炮孔设计

(1)楼板破碎。楼板厚170mm,内配双排双向ф12@150钢筋,密集空孔孔深在15~17cm,间距A=10cm,排距B=10cm,孔径为40mm。可采用斜钻的方法使孔的长度加大,通过开V形槽造成双自由面作业(图2),斜孔深20cm,孔距A=20cm,排距B=20cm。

(2)梁破碎。梁上、下配筋均为ф25,可根据情况局部剥离上下两层钢筋,然后再钻孔破碎;孔深L=0.9×梁高,间距A=B=15cm,孔径为40mm。

(3)墙破碎。可采用自上而下钻孔或采用墙面钻斜孔的方法破碎。

(三)破碎剂的配制及充填

根据不同季节选用不同的静态破碎剂,水灰比越大,膨胀压越小,反应膨胀时间越长。考虑到施工时破碎剂的流动性,拌制时水灰比为30%。用人工搅拌浆体,水平孔用较小的水灰比,并在孔口用海绵塞封填,或用干稠的胶泥状的破碎剂搓成条塞入孔中捣实,并从外部堵塞。下斜孔或向下孔可直接灌注。

三、破碎施工

使用9m电动空压机1台,7655型凿岩机1台,G10型小风镐若干。

(一)施工工序

钻密集预裂炮孔→钻充填破碎剂炮孔→拌制破碎剂→灌注充填破碎剂→小风镐破碎→对保留结构采用人工或小风镐剔凿处理。

(二)施工安全措施

(1)因系高空作业,作业人员需系安全带,戴安全帽。

(2)严格按布孔要求钻孔作业,以保证前期预裂缝的产生及破碎充分完全。

(3)拌制、充填、灌注破碎剂及使用风镐破碎时,需佩戴防护镜,拌制人员需戴橡胶手套作业。

(4)做好破碎楼板梁的下部支撑及护拦围挡工作,以免碎块坠落。

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