本發(fā)明涉及一種靜態(tài)破碎劑的制備方法，屬于破碎劑制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著工業(yè)，交通和城市建設(shè)的飛速發(fā)展，拆除工程量急劇增加，迫切

需要發(fā)展一種破碎效率高，施工安全，沒有環(huán)境污染的破碎方法及其所用的破碎劑，這種新的破碎技術(shù)己經(jīng)引起人們的關(guān)注和重視，許多國(guó)家都在積極開展靜態(tài)破碎劑理論及應(yīng)用方面的研究和開發(fā)。靜態(tài)破碎劑屬于非燃、非爆、無(wú)毒物品，是一種含有鋁、鎂、鈣、鐵、氧、硅等元素的物質(zhì)，用適量水調(diào)成流動(dòng)漿體，直接裝入炮孔中，經(jīng)水化后，產(chǎn)生巨大膨脹壓力，并施加給孔壁。將混凝土構(gòu)筑物或巖石悄悄地破碎。靜態(tài)破碎劑的主要成分是氧化鈣，氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣是靜態(tài)破碎劑產(chǎn)生膨脹壓力的來(lái)源。氧化鈣價(jià)格便宜，材料來(lái)源豐富。所以合理地使用靜態(tài)破碎劑，可以獲得非常顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

靜態(tài)破碎劑一般是由氧化鈣，氧化鎂等為主要原料，氧化鈣來(lái)源豐富，易得，價(jià)格低廉，現(xiàn)在一般采用氧化鈣。氧化鈣可從石灰石鍛燒制成的生石灰獲得，也可從鍛燒白云石獲得。它與水反應(yīng)生成氫氧化鈣固體后，放出熱量，同時(shí)發(fā)生體積膨脹，產(chǎn)生膨脹壓力。當(dāng)處于被破碎物體的封閉的裝料孔中時(shí)，固體牢固地?cái)D壓在孔料中，對(duì)孔壁作功，使物體破碎。從熱力學(xué)分析，氧化鈣和水很易反應(yīng)完全，反應(yīng)速度很快。實(shí)際使用中易出現(xiàn)問題，在漿體施工時(shí)，在破碎劑與水?dāng)嚢杌旌线^程中，就有一部分氧化鈣與水反應(yīng)，這樣就損失掉了一些膨脹作功的能量，降低了破碎效果，膨脹壓力較低，鉆孔數(shù)量多，開裂時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)鋼筋混凝土破碎效果欠佳，同時(shí)在使用時(shí)由于反應(yīng)迅速，積聚大量熱能。溫度可上升到100℃以上，使尚未反應(yīng)的水大量氣化，物料容易噴射出來(lái)，傷害施工者的眼睛和頭部。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對(duì)傳統(tǒng)的靜態(tài)破碎劑膨脹壓力較低，開裂時(shí)間長(zhǎng)，破碎效果差，且使用時(shí)還容易產(chǎn)生噴出現(xiàn)象，存在安全隱患的問題，提供了一種利用吸水后膨脹的物質(zhì)產(chǎn)生的壓力和與水反應(yīng)后放出大量的熱的物質(zhì)相互結(jié)合制備得到靜態(tài)破碎劑的方法，本發(fā)明首先將蓖麻纖維用堿進(jìn)行改性，得改性蓖麻纖維粉末，將其與丙烯酸、丙烯酰胺及高嶺土進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后干燥至恒重，制備得到吸水膨脹的干燥物粉末，再將石灰石完全煅燒，煅燒后粉碎，得生石灰粉末，最后將生石灰粉末、干燥物粉末、硅酸鹽水泥、減水劑等物質(zhì)混合，即可得到靜態(tài)破碎劑，本發(fā)明制備的靜態(tài)破碎劑在使用時(shí)會(huì)釋放出較大的膨脹壓力，縮短了開裂時(shí)間，提高了破碎效果，同時(shí)物料不易噴射出來(lái)，降低了安全隱患，具有廣闊的應(yīng)用前景。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

（1）稱取40～60g蓖麻纖維，按質(zhì)量比1:10與質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氫氧化鈉溶液混合，混合后加熱至110～120℃，保溫?cái)嚢?0～30min后，冷卻至室溫并抽濾，得濾渣，用去離子水洗滌濾渣4～6次后放入烘箱中，在100～105℃下干燥6～8h，干燥后粉碎，過100～120目篩，得改性蓖麻纖維粉末；

（2）稱取20～22g上述改性蓖麻纖維粉末加入三口燒瓶中，并向三口燒瓶中加入100～150mL去離子水，放入水浴鍋中，加熱至70～75℃，保溫?cái)嚢?5～35min，攪拌后加入30～35g丙烯酸，隨后滴加10～12mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%氫氧化鈉溶液，控制5～10min滴完，滴完后依次加入40～50g丙烯酰胺、15～20g高嶺土、2～4gN,N'-亞甲基雙丙烯酰胺和1～3g過硫酸銨，在70～80℃條件下攪拌反應(yīng)4～6h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，出料后過濾得反應(yīng)物，并分別用去離子水和無(wú)水乙醇洗滌反應(yīng)物2～4次，洗滌后放入烘箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得干燥物，粉碎后過200～220目篩，得干燥物粉末，備用；

（3）稱取3～5kg石灰石，加入到?jīng)_擊式破碎機(jī)中，破碎30～40min后過40～50目篩，得石灰石顆粒，將石灰石顆粒加入馬弗爐中，以15～20℃/min速率升溫至1000～1100℃，保溫煅燒1～2h，煅燒同時(shí)利用鼓風(fēng)機(jī)向馬弗爐中通入空氣，通入量為1～3m³/min，煅燒后停止通入空氣并冷卻至室溫，出料得生石灰，將生石灰放入氣流粉碎機(jī)中粉碎，過300～320目篩，得生石灰粉末； （4）按重量份數(shù)計(jì)，分別選取40～50份上述生石灰粉末、20～30份步驟（2）備用的干燥物粉末、15～20份硅酸鹽水泥、15～20份木質(zhì)素磺酸鈉、1～3份氧化鈉、6～10份葡萄糖酸鈉和2～4份甘油，攪拌混合均勻后即可得到靜態(tài)破碎劑。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：選擇需破碎物體鋼筋混凝土，對(duì)其進(jìn)行打孔，孔徑為35～50mm，孔距為15～20mm，孔深為80～105%H，抵抗線為15～25cm，待打孔結(jié)束后，將孔清理干凈，不得留有水和雜物，按20～25kg/m³用量，將本發(fā)明制備的靜態(tài)破碎劑與靜態(tài)破碎劑質(zhì)量28～35%的水進(jìn)行攪拌混合均勻后的漿料，利用灌入法灌入至孔內(nèi)，搗實(shí)，直至堵塞孔口，即可。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的靜態(tài)破碎劑膨脹壓力可達(dá)110～130MPa，且灌漿后2～10h，可將鋼筋混凝土需破碎物體破碎。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明制備的靜態(tài)破碎劑釋放的膨脹壓力大，膨脹壓力可達(dá)110～130MPa，提高了破碎效果；

（2）本發(fā)明制備的靜態(tài)破碎劑減少了其開裂時(shí)間，在使用后2～10h，可將需破碎物體破碎；

（3）本發(fā)明制備的靜態(tài)破碎劑不易噴射出來(lái)，降低了安全隱患，具有廣闊的應(yīng)用前景。

具體實(shí)施方式

首先稱取40～60g蓖麻纖維，按質(zhì)量比1:10與質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氫氧化鈉溶液混合，混合后加熱至110～120℃，保溫?cái)嚢?0～30min后，冷卻至室溫并抽濾，得濾渣，用去離子水洗滌濾渣4～6次后放入烘箱中，在100～105℃下干燥6～8h，干燥后粉碎，過100～120目篩，得改性蓖麻纖維粉末；稱取20～22g上述改性蓖麻纖維粉末加入三口燒瓶中，并向三口燒瓶中加入100～150mL去離子水，放入水浴鍋中，加熱至70～75℃，保溫?cái)嚢?5～35min，攪拌后加入30～35g丙烯酸，隨后滴加10～12mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%氫氧化鈉溶液，控制5～10min滴完，滴完后依次加入40～50g丙烯酰胺、15～20g高嶺土、2～4gN,N'-亞甲基雙丙烯酰胺和1～3g過硫酸銨，在70～80℃條件下攪拌反應(yīng)4～6h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，出料后過濾得反應(yīng)物，并分別用去離子水和無(wú)水乙醇洗滌反應(yīng)物2～4次，洗滌后放入烘箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得干燥物，粉碎后過200～220目篩，得干燥物粉末，備用；再稱取3～5kg石灰石，加入到?jīng)_擊式破碎機(jī)中，破碎30～40min后過40～50目篩，得石灰石顆粒，將石灰石顆粒加入馬弗爐中，以15～20℃/min速率升溫至1000～1100℃，保溫煅燒1～2h，煅燒同時(shí)利用鼓風(fēng)機(jī)向馬弗爐中通入空氣，通入量為1～3m³/min，煅燒后停止通入空氣并冷卻至室溫，出料得生石灰，將生石灰放入氣流粉碎機(jī)中粉碎，過300～320目篩，得生石灰粉末；最后按重量份數(shù)計(jì)，分別選取40～50份上述生石灰粉末、20～30份備用的干燥物粉末、15～20份硅酸鹽水泥、15～20份木質(zhì)素磺酸鈉、1～3份氧化鈉、6～10份葡萄糖酸鈉和2～4份甘油，攪拌混合均勻后即可得到靜態(tài)破碎劑。

實(shí)例1

首先稱取60g蓖麻纖維，按質(zhì)量比1:10與質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氫氧化鈉溶液混合，混合后加熱至120℃，保溫?cái)嚢?0min后，冷卻至室溫并抽濾，得濾渣，用去離子水洗滌濾渣6次后放入烘箱中，在105℃下干燥8h，干燥后粉碎，過120目篩，得改性蓖麻纖維粉末；稱取22g上述改性蓖麻纖維粉末加入三口燒瓶中，并向三口燒瓶中加入150mL去離子水，放入水浴鍋中，加熱至75℃，保溫?cái)嚢?5min，攪拌后加入35g丙烯酸，隨后滴加12mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%氫氧化鈉溶液，控制10min滴完，滴完后依次加入50g丙烯酰胺、20g高嶺土、4gN,N'-亞甲基雙丙烯酰胺和3g過硫酸銨，在80℃條件下攪拌反應(yīng)6h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，出料后過濾得反應(yīng)物，并分別用去離子水和無(wú)水乙醇洗滌反應(yīng)物4次，洗滌后放入烘箱中，在110℃下干燥至恒重，得干燥物，粉碎后過220目篩，得干燥物粉末，備用；再稱取5kg石灰石，加入到?jīng)_擊式破碎機(jī)中，破碎40min后過50目篩，得石灰石顆粒，將石灰石顆粒加入馬弗爐中，以20℃/min速率升溫至1100℃，保溫煅燒2h，煅燒同時(shí)利用鼓風(fēng)機(jī)向馬弗爐中通入空氣，通入量為3m³/min，煅燒后停止通入空氣并冷卻至室溫，出料得生石灰，將生石灰放入氣流粉碎機(jī)中粉碎，過320目篩，得生石灰粉末；最后按重量份數(shù)計(jì)，分別選取50份上述生石灰粉末、30份備用的干燥物粉末、20份硅酸鹽水泥、20份木質(zhì)素磺酸鈉、3份氧化鈉、10份葡萄糖酸鈉和4份甘油，攪拌混合均勻后即可得到靜態(tài)破碎劑。

選擇需破碎物體鋼筋混凝土，對(duì)其進(jìn)行打孔，孔徑為50mm，孔距為20mm，孔深為105%H，抵抗線為25cm，待打孔結(jié)束后，將孔清理干凈，不得留有水和雜物，按20kg/m³用量，將本發(fā)明制備的靜態(tài)破碎劑與靜態(tài)破碎劑質(zhì)量35%的水進(jìn)行攪拌混合均勻后，得漿料，隨后利用灌入法將漿料灌入至孔內(nèi)，搗實(shí)，直至堵塞孔口，即可完成破碎劑的使用。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的靜態(tài)破碎劑膨脹壓力可達(dá)130MPa，且灌漿后4h，可將鋼筋混凝土需破碎物體破碎。

實(shí)例2

首先稱取40g蓖麻纖維，按質(zhì)量比1:10與質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氫氧化鈉溶液混合，混合后加熱至110℃，保溫?cái)嚢?0min后，冷卻至室溫并抽濾，得濾渣，用去離子水洗滌濾渣4次后放入烘箱中，在100℃下干燥6h，干燥后粉碎，過100目篩，得改性蓖麻纖維粉末；稱取20g上述改性蓖麻纖維粉末加入三口燒瓶中，并向三口燒瓶中加入100mL去離子水，放入水浴鍋中，加熱至70℃，保溫?cái)嚢?5min，攪拌后加入30g丙烯酸，隨后滴加10mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%氫氧化鈉溶液，控制5min滴完，滴完后依次加入40g丙烯酰胺、15g高嶺土、2gN,N'-亞甲基雙丙烯酰胺和1g過硫酸銨，在70℃條件下攪拌反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，出料后過濾得反應(yīng)物，并分別用去離子水和無(wú)水乙醇洗滌反應(yīng)物2次，洗滌后放入烘箱中，在105℃下干燥至恒重，得干燥物，粉碎后過200目篩，得干燥物粉末，備用；再稱取3kg石灰石，加入到?jīng)_擊式破碎機(jī)中，破碎30min后過40目篩，得石灰石顆粒，將石灰石顆粒加入馬弗爐中，以15℃/min速率升溫至1000℃，保溫煅燒1h，煅燒同時(shí)利用鼓風(fēng)機(jī)向馬弗爐中通入空氣，通入量為1m³/min，煅燒后停止通入空氣并冷卻至室溫，出料得生石灰，將生石灰放入氣流粉碎機(jī)中粉碎，過300目篩，得生石灰粉末；最后按重量份數(shù)計(jì)，分別選取40份上述生石灰粉末、20份備用的干燥物粉末、15份硅酸鹽水泥、15份木質(zhì)素磺酸鈉、1份氧化鈉、6份葡萄糖酸鈉和2份甘油，攪拌混合均勻后即可得到靜態(tài)破碎劑。

選擇需破碎物體鋼筋混凝土，對(duì)其進(jìn)行打孔，孔徑為35mm，孔距為15mm，孔深為80%H，抵抗線為15cm，待打孔結(jié)束后，將孔清理干凈，不得留有水和雜物，按23kg/m³用量，將本發(fā)明制備的靜態(tài)破碎劑與靜態(tài)破碎劑質(zhì)量28%的水進(jìn)行攪拌混合均勻后，得漿料，隨后利用灌入法將漿料灌入至孔內(nèi)，搗實(shí)，直至堵塞孔口，即可完成破碎劑的使用。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的靜態(tài)破碎劑膨脹壓力可達(dá)110MPa，且灌漿后10h，可將鋼筋混凝土需破碎物體破碎。

實(shí)例3

首先稱取45g蓖麻纖維，按質(zhì)量比1:10與質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氫氧化鈉溶液混合，混合后加熱至115℃，保溫?cái)嚢?5min后，冷卻至室溫并抽濾，得濾渣，用去離子水洗滌濾渣5次后放入烘箱中，在102℃下干燥7h，干燥后粉碎，過110目篩，得改性蓖麻纖維粉末；稱取21g上述改性蓖麻纖維粉末加入三口燒瓶中，并向三口燒瓶中加入110mL去離子水，放入水浴鍋中，加熱至72℃，保溫?cái)嚢?0min，攪拌后加入32g丙烯酸，隨后滴加11mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%氫氧化鈉溶液，控制7min滴完，滴完后依次加入45g丙烯酰胺、17g高嶺土、3gN,N'-亞甲基雙丙烯酰胺和2g過硫酸銨，在75℃條件下攪拌反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，出料后過濾得反應(yīng)物，并分別用去離子水和無(wú)水乙醇洗滌反應(yīng)物3次，洗滌后放入烘箱中，在107℃下干燥至恒重，得干燥物，粉碎后過210目篩，得干燥物粉末，備用；再稱取4kg石灰石，加入到?jīng)_擊式破碎機(jī)中，破碎35min后過45目篩，得石灰石顆粒，將石灰石顆粒加入馬弗爐中，以17℃/min速率升溫至1050℃，保溫煅燒1h，煅燒同時(shí)利用鼓風(fēng)機(jī)向馬弗爐中通入空氣，通入量為2m³/min，煅燒后停止通入空氣并冷卻至室溫，出料得生石灰，將生石灰放入氣流粉碎機(jī)中粉碎，過310目篩，得生石灰粉末；最后按重量份數(shù)計(jì)，分別選取45份上述生石灰粉末、25份備用的干燥物粉末、17份硅酸鹽水泥、17份木質(zhì)素磺酸鈉、2份氧化鈉、8份葡萄糖酸鈉和3份甘油，攪拌混合均勻后即可得到靜態(tài)破碎劑。

選擇需破碎物體鋼筋混凝土，對(duì)其進(jìn)行打孔，孔徑為40mm，孔距為18mm，孔深為100%H，抵抗線為20cm，待打孔結(jié)束后，將孔清理干凈，不得留有水和雜物，按25kg/m³用量，將本發(fā)明制備的靜態(tài)破碎劑與靜態(tài)破碎劑質(zhì)量30%的水進(jìn)行攪拌混合均勻后，得漿料，隨后利用灌入法將漿料灌入至孔內(nèi)，搗實(shí)，直至堵塞孔口，即可完成破碎劑的使用。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的靜態(tài)破碎劑膨脹壓力可達(dá)120MPa，且灌漿后8h，可將鋼筋混凝土需破碎物體破碎。