НЕВЗРЫВЧАТЫЙ РАЗРУШАЮЩИЙ СОСТАВ Российский патент 2000 года по МПК C04B2/04 C04B7/00 

Изобретение относится к добыче штучного природного камня, а также строительству или разрушению бетонных, железобетонных и других объектов, проходке выработок и камер в подземном, так и на открытых горных предприятиях невзрывчатыми расширяющими составами при гидратации оксида кальция и добавок.

Известен расширяющий состав, включающий следующие компоненты, мас.%:
Сахароза - 1,0 - 5,0
Гидроксид натрия - 3,0 - 8,0
Сульфоалюминат кальция - 20,0 - 40,0
Известь негашеная - 76,0 - 47,0
(см. заявка Япония N 57-135053 кл. B 02 C 19/18, 1982).

Недостатком данного состава является сравнительно низкое давление (расширение) при низких положительных температурах.

Так, по истечении 24 и 48 часов соответственно 17,9-20, 2-35, 3-39,6 МПа.

Более близким к заявленному составу является невзрывчатый разрушающий состав (см. а.с. СССР 1217813 кл. C 04 B 7/00 опубл. БИ N 41, 1985), содержащий следующие компоненты, мас.%:
Сахароза - 0,01 - 0,08
Борная кислота - 0,8 - 1,5
Карбонат натрия - 0,25 - 0,60
Молотая негашеная известь - Остальное
Негашеная известь, обоженная при температуре 800-1200^oC, известняка с 53%-ым содержанием оксида кальция (CaO), удельной поверхностью измельчения уд. = 1200 см²/г и водопорошковым отношением 0,35-0,37.

Основным недостатком данного невзрывчатого разрушающего состава является ограниченная возможность его использования при отрицательных температурах из-за его низкой температуры гидратации и развиваемого давления. Так, при температуре - 5^oC состав по истечении 2-х суток развивает давление до 8 МПа, а объем расширения увеличивается в 1,8-1,9 раза по сравнению с первоначальным, что недостаточно для отрыва и раскола пород даже средней крепости.

Задачей данного технического решения является создание невзрывчатого разрушающего состава при отбойке и пассировке штучных блоков и других монолитных объектов, работающего круглодично и, в частности, в интервале температур от +5^o до -15^oC.

Технический результат заключается в повышенной эффективности отбойки и раскола монолитных объектов за счет увеличения скорости гидратации и расширяющего давления до необходимых параметров в различных матеорологических условиях.

Этот технический результат достигается тем, что известный невзрывчатый разрушающий состав, включающий сахарозу и оксид кальция, содержит 96%-ый измельченный оксид кальция, полученный путем обжига известняка и гипса, и дополнительно - карбонат калия, гидроксид аммония и лигносульфонат технический модернизированный при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбонат калия - 3,0 - 12,0
Гидроксид аммония - 1,0 - 14,2
Сахароза - 0,2 - 0,52
Лигносульфонат технический модернизированный - 0,25 - 0,35
Указанный оксид кальция - Остальное
Предложенная комплексная смесь позволит резко повысить производительность труда при отбойке или разделке их на части при температурах окружающей среды от +5^o до -15^oC за счет ускорения гидратации и морозостойкости смеси.

Введение в смесь обоженного оксида кальция, известняка и гипса, измельченных до удельной поверхности 4500 см²/г в шаровой мельнице, позволит ускорить гидратацию и его объемное расширение.

Карбонат калия и гидроксид аммония значительно повысят необходимую морозостойкость смеси, сахароза замедлит схватывание, не препятствуя гидратации минералов оксида кальция за счет быстрого связывания свободной извести, а лигносульфонат технический модернизированный (ЛСТМ-2) увеличивает подвижность (вязкость) за счет уменьшения воды на 8-10%, т.е. увеличивается время охватывания и его морозостойкость.

Таким образом, введенные в состав противоморозные ускорители в сочетании с пластифицирующими добавками дополняют друг друга и делают эффективным и морозостойким.

Сравнительные технические характеристики предложенного состава с прототипом представлены в таблице 1, а конкретные примеры количества безводных добавок, % от массы оксида кальция (CaO) при водопорошковом отношении, равном 0,33, в зависимости от температуры среды представлены в таблице 2.

Эксперименты проводились в холодильной установке и на воздухе. Состав невзрывчатого разрушающего состава без добавок из 96%-ного оксида кальция, полученный путем обжига известняка и гипса при температуре 1200^oC (время обжига при этой температуре 0,7-0,8 часа), имеющий водородный показатель pH 12,0-12,5.

Дозированная смесь перемешивается в смесителе в течение 2-х минут и заливается в шпуры. Водопорошковое отношение (масса воды от массы порошка) изменялась от 0,29 до 0,35.

По результатам экспериментов предложены оптимальные составы, обеспечивающие нормальную круглосуточную работу предприятий. Давление, развиваемое составом в течение 6-23 ч, достигает соответственно 62-17 МПа в зависимости от температуры среды.

Количество безводных добавок (q) при соответствующих температурах (T): карбонат калия (1), гидроксид аммония (2), сахароза (3), лигносульфонат технический модернизированный, представлены на чертеже (см. график).

Использование предложенного невзрывчатого разрушающего состава позволит по сравнению с прототипом повысить производительность труда при отбойке, разделке и разрушении монолитных объектов различной крепости при круглосуточной работе в интервале от +5^o до -15^oC, а также улучшить окружающую среду, сохранить природу в первозданном состоянии, улучшить эстетику производства.

Изобретение относится к добыче штучного природного камня, а также строительству или разрушению бетонных, железобетонных и других объектов, проходке выработок и камер как в подземных, так и на открытых горных предприятиях невзрывчатыми расширяющими составами при гидратации оксида кальция и добавок. Техническим результатом является повышение эффективности процессов отбойки и раскола монолитных объектов за счет увеличения скорости гидратации и расширяющего давления до необходимых параметров в различных метеорологических условиях. Невзрывчатый разрушающий состав, включающий сахарозу и оксид кальция, содержит 96%-ный измельченный оксид кальция, полученный путем обжига известняка и гипса, и дополнительно карбонат калия, гидроксид аммония и лигносульфонат технический модернизированный при следующем соотношении компонентов, мас. %: карбонат калия - 3,0-12,0; гидроксид аммония - 1,0-14,2; сахароза - 0,2-0,52; указанный лигносульфонат - 0,25-0,35; указанный оксид кальция - остальное. 2 табл., 1 ил.

Невзрывчатый разрушающий состав, включающий сахарозу и оксид кальция, отличающийся тем, что он содержит 96%-ный измельченный оксид кальция, полученный путем обжига известняка и гипса, и дополнительно карбонат калия, гидроксид аммония и лигносульфонат технический модернизированный при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбонат калия - 3,0 - 12,0
Гидроксид аммония - 1,0 - 14,2
Сахароза - 0,2 - 0,52
Лигносульфонат технический модернизированный - 0,25 - 0,35
Указанный оксид кальция - Остальное