静态破碎法

静态破碎法 ( 静态爆破技术 )，是近年来发展起来的一种破碎（或切割）岩石和混凝土的新方法，亦称静力迫裂和静力破碎技术。

１、作用原理

将一种含有钼、镁、钙、钛等元素的无机盐粉末状静态破碎剂，用适量水调成流动状浆体，直接灌入钻孔中，经水化反应，使晶体变形，随时间的增长产生巨大膨胀压力（径向压应力和环向拉应力），缓慢地、静静地施加给孔壁，经过一段时间后达到最大值，将混凝土或岩石胀裂、破碎。

因为一般被解体的岩石或混凝土均属脆性材料，脆性材料的抗压强度大，抗拉强度小，其抗拉强度远小于抗压强度。岩石的抗拉强度为 4 －10Mpa ，混凝土的抗拉强度约 1.5 － 3.0Mpa ，约相当于其抗压强度的 1/10 － 1/20 。而通常静态破碎剂的膨胀压力可达 30 － 50Mpa 。所以，合理的破碎设计（装药量、孔径、孔深和孔间距的确定）是能够使孔眼周围的介质受到充分破坏的。只要约束继续存在，破碎剂就有持续产生或残留一定程度的膨胀压力的性质，因而能继续增大或产生新的裂缝。

经测定，在温度为 20 ℃、水与破碎剂之比为0.3：1 时，其体积将自由膨胀四倍。

２、适用范围

（１）混凝土和砖石结构物的破碎拆除；

（２）各种岩石的破碎或切割。

或作二次破碎。但不适用于多孔体和高耸结构。

３、优点：（安全、方便）

（１） 破碎剂不属于危险物品。

因而在购买、运输、保管、使用中，不受任何限制。

（２） 施工过程安全。

不存在炸药爆破时产生的震动、空气冲击波、飞石、噪音、有毒气体和粉尘的危害。

（３） 施工简单。

破碎剂用水拌合后灌入炮孔即可，无须堵塞；不需专业工种。

（４） 需破则破，需留则留。

按照要求，设计适当的参数，可达到有计划地分裂、切割岩石和混凝土的目的。

但是，静态破碎剂使用范围有一定的局限性。与炸药相比，能量不如炸药大，钻孔多，破碎效果受气温及施工人员经验

影响较大。在不允许使用爆破方法的环境中，才显露出它的优越性。

４、静态破碎剂的历史

１９６８年日本大成建设技术研究所的田中秀男，以《混凝土结构物的破碎工法》为题申请专利，其成果的主要内容是：将 CaO 或 MgO 与水拌合后充填到炮孔中，利用浆体水化反应导致体积膨胀产生压力，使建筑物破坏。这是最早出现的静态破碎剂。以后日本的小野、住友等株式会社也作了大量的试验研究并获得成功。目前，日本市场上公开出售的静态破碎剂量最少有五种，其适用的温度在－５℃到３５℃之间。

国内８０年代初以来，也先后研制成功。但由于市场、原材料、技术、体制等原因，静态破碎剂这种产品没有得到进一步的开发。近两年来，随着炸药使用的限制及环保的要求，静态破碎剂越来越受到人们的青睐。

５、膨胀压力与温度的关系

破碎剂水化反应的速度与温度有密切的关系。以前我厂没有实行“订单式”生产以前，春秋型静态破碎剂适用温度在 10 ℃ ---25 ℃之间，即使在这一范围内，若分别在温度 13 ℃和 20 ℃使用时，在同一时间产生的膨胀压力也相差一倍。以致一天之中的旱、中、晚灌浆对破碎效果都有很大影响。

我厂为方便施工和提高破碎效果，实行“订单式”生产，即根据各地不同的施工环境温度和被破碎材质硬度，生产出适合各地客户的产品。

６、裂缝分布与孔位的关系

一、一般指标

外 观：粉状 水泥样

颜 色：灰色或灰白色

包 装：第二代快速型：叁层防水塑料编织袋

第三代药卷型：纸箱

重 量：20kg

安 全：无需办理任何证件，在全国铁路、公路、水运、邮局运输

有效期：壹年半（严格防潮条件下）

质量标准：JC506--92

质量保证：无效退款 （严格按照说明书，及《“神力”牌静态破碎剂使用经验与技巧》操作）

二、适用范围 ：

1、各类岩石的开采与切割；

2、混凝土构筑物的拆除与破碎。 （不适用于多孔体和高耸结构）

Ａ使用方法图示

1• 破拆混凝土基础、墩台时，尽可能将四周泥土、杂物，挖开、清运，以创造、利用临空面。

2• 沿被破碎体边缘，按照《“神力”牌静态破碎剂布孔设计参数表》，布孔，用普通凿岩机钻孔。

3• 配浆（粥状或泥团状）

4• 灌浆（或用木棍、钢钎捅入钻孔）

5• 出现裂纹及裂缝。

6• 然后用风镐或挖掘机、起重机清运。

Ｂ、在实际操作中，因没有仔细研读说明书，没能正确理解临空面及抵抗线的概念，至布孔不合理，而造成破拆 不成功的例子。

特别说明：静态破碎剂是不方便使用炸药情况下，破碎岩石、混凝土的新方法，它是控

制爆破的发展和补充。膨胀的作用原理决定它只能：利用、创造临空面－－密集钻孔－

－分批破碎－－分批清运，象剥竹笋一样从外到内一层层破裂（切割类大体积块体除外）。

这一点请用户正确理解。

Ｃ、有些构件因混凝土内钢筋，粗、密、笼状布列，不宜使用静态破碎剂。

静态破碎剂也不适宜打巷道、挖桩、挖宽深比小于１的沟槽等，临空面不理想的地方，及高耸构件。

Ｄ、某地施工仍采用钢楔等石匠的办法，费工费力。

高效无声破碎剂(HSCA)

(亦称：静态爆破剂 静态破碎剂 静态破石剂)

静态爆破及其应用技术

------－－河南工业职业技术学院

2005-11-30 10:50:00

摘 要 常规的炸药爆破是爆破工程中应用最广泛的一种爆破方法,这里要介绍一种和炸药爆破完全不同的新型爆破方法──静态爆破法,重点探讨静态爆破施工技术及应用中的注意事项，这在实际工程拆除和岩石、矿石开采等方面具有一定的实用价值和很强的可操作性。

关键词 静态爆破 无声破碎 静态破碎 冲孔 1.引言

随着我国建设事业的发展以及老城的改造扩建，旧有建筑物拆除任务越来越多，拆除工程量越来越大，拆除的难度也越来越高。在这些拆除工程中，一般情况下，对钢筋混凝土结构的旧构筑物，特别是那些大体积混凝土的拆除，施工人员可以选用爆破来完成拆除任务。说起爆破，人们很自然地就会想到它那巨大的破坏性，想到巨大冲击波、满天粉尘、飞石,这些对于远离城市的郊区则没有什么影响，而对于城市市区，巨大的冲击波对周围高大拥挤的建筑物会造成很大的安全隐患，飞石则危及街道上的行人人身安全,粉尘则给城市居民的生活带来很大不便。虽然随着现代及边缘科学的不断发展与应用，城市控制爆破技术已得到了广泛的应用，它能将炸药所产生的能量控制在恰到好处的境地，使它既能达到预定的爆破目的，又能将炸药爆炸时所产生的飞石、地震波、冲击波以及声响控制在理想的限度内。近几年来，随着我国经济建设的不断发展，城市控制爆破技术在城市建设和改造中，已发挥出越来越大的作用。但是控制爆破产生的振动、冲击、飞石等对周围造成的影响并没有完全消除。而一些在市区内的旧建筑的拆除

由于受爆破安全的限制而不允许使用爆破,而即使允许使用控制爆破,但由于各种各样条件限制这也会给爆破也带来很大的难度。另外像炼油厂及加油站等这些特殊防火环境也不允许使用爆破。那么对上述这些特殊环境下的构筑物除了使用爆破外有没有更安全可靠操作更简单且比较经济的拆除方法？当然有,其实早在上一世纪八十年代日本就研制出了一种静态破碎剂,它完全能够解决这个长期困扰我们的问题。我国虽先后有数家科研单位投入这方面的开发，但由于种种原因却没有得到很好的推广应用。

2.静态破碎剂及工作原理

静态破碎剂（又名无声破碎剂，静态爆破剂，破石剂等），是一种不使用炸药就能使岩石、混凝土破裂的粉状工程施工材料。它的主要成份是生石灰(即氧化钙)，还含有一些按一定比例掺入的化合物催化剂。其破碎介质的原理就是利用装在介质钻孔中的静态破碎剂加水后发生水化反应，使破碎剂晶体变形，产生体积膨胀，从而缓慢的、静静地将膨胀压力（可达30Mpa—50Mpa）施加给孔壁，经过一段时间后达到最大值，将介质破碎。它可广泛应用于混凝土构筑物的无声破碎与拆除及岩石开采，解决了爆破工程施工中遇到不允许使用炸药爆破而又必须将混凝土或岩石破碎的难题,是国际上流行的新型、环保、非爆炸施工材料。破碎的施工过程也非常简单:对被破碎介质,经过合理的破碎设计（孔径、孔距等的确定）及钻孔，将粉状破碎剂用适量水调成流动状浆体，直接注入钻孔中。半小时或数小时（主要由水灰比来确定）后，介质(岩石──拉伸强度为5～10Mpa或混凝土──拉伸强度为2～6Mpa）自行胀裂，破碎。静态破碎是近年来发展起来的一种新的破碎或切割岩石和混凝土的方法，亦称静力迫裂或静力破碎技术。我国长江三峡工程中采用这种破碎技术用来破碎岩石已获使用效果。

3.静态破碎剂的适用范围及特点：

3.1适用范围：静态破碎适用范围非常广泛，概括起来主要应用于下列几个方面：

(1).混凝土构筑物的破碎、拆除。在建筑、城区改造、市政、水利、铁路、隧道、港口、码头、桥梁、公路、大型设备等的拆除和改造扩建中,大体积混凝土桩、柱、墩、台、座、基础的破碎与拆除。

(2).岩石、矿石等的开采、石料切割。

(3).其它不便于炸药爆破的环境条件下混凝土拆除、岩石及矿石开采工程。 3.2特点

(1).安全，易管理。静态爆破剂为非爆炸危险品，施工时不需要雷管炸药，无需办理常规炸药爆破所需要的各种许可证。操作时不需要爆破等特殊工种。破碎剂与其它普通货物一样可以购买、运输、使用。

(2).环保材料。使用中无声、无振动、无飞石、无毒气、无粉尘，是国际流行的无公害环保产品。

(3).施工简单，易操作。用水搅拌后灌入钻孔中即可。

(4).使用方便。按破碎要求，设计适当的孔径、孔距、角度，能够达到“外科手术式”的分裂、切割岩石和混凝土。针对开采岩石可提高石材成材率３－４倍。

(5).在不适于炸药爆破环境条件下，更显其超众的优越性。最新卷型破碎剂，适用环境温度范围更广(－5℃到40℃)，使用更方便，效力更大。

4.静态爆破施工

我国已有多家科研单位投入了静态破碎剂的研制，下面以神力静态破碎剂为例简单介绍一下静态破碎剂的施工技术。神力静态破碎剂有粉剂和卷型两类。

4．1粉状剂

(1).选人：使用前选用责任心强的操作工人，仔细阅读并掌握破碎剂的使用方法、 步骤 、注意事项。

(2).钻孔设计：孔深、孔距、排距及用量需要根据被破碎物材质及块度要求确定。表1为神力静态破碎剂的一些参数。

神力静态破碎剂施工参数表1

。。。。。。

5.注意事项

破碎前应对构筑物构造、性质、作业环境、工程量、破碎程度、工期要求、气候条件、配置钢筋规格及布筋情况进行详细调查；对于岩石破碎需要了解岩石性质、节理、走向及地下水情况。钻孔参数、钻孔分布和破碎顺序则需要根据破碎对象的实际情况（材质种类、钢筋配置情况、岩石性状、破碎或切割的块度等）确定。另外静态破碎剂的效力和初始开裂时间，除了与原料配合比有关外，还与施工当时气温、水温、水灰比、孔径、孔距、钻孔布置、灌浆时间和速度、钢筋混凝土中配筋量、构件尺寸、操作人员的经验等因素有很大关系。

5.1施工注意事项： 。。。。。。

5.2钻孔注意事项： 。。。。。。

5.3灌浆注意事项： 。。。。。。

六.结束语

静态爆破，解决了在某些特殊情况及特殊环境下不允许使用常规炸药爆破来拆除构筑物及对岩石、矿石的开采这个长期困扰我们的难题。通过长江三峡工程应用及其它多个爆破单位的多次应用表明，静态爆破这种新的爆破方法在某些特殊情况下与常规炸药爆破相比更具有优越性，它既保证了安全要求，又缩短了施工工期，极大地降低了工程施工成本。当然静态爆破也有它的局限性，由于工人操作、环境等客观因素，采用静态爆破要使整个构筑物同时破碎则很难达到，而这种情况则更适宜采用使用炸药的控制爆破技术，它瞬间即可完成拆除任务。因此对拆除工程来说，静态爆破则更适宜对单个大体积混凝土构筑物进行破碎，像大体积混凝土基础、地下室等。这就要求我们施工技术人员在施工中针对不同的爆破对象，不同的环境、安全、工期要求，选用最适宜的爆破方法和爆破方案完成施工任务。

静态爆破是一种新型的爆破方法，它是常规的炸药爆破的一种发展、延伸，虽然静态爆破技术现阶段在我国还没有炸药爆破技术那样广泛应用，但我们也应当看到静态爆破它的前景是非常光明的。

摘 要 常规的炸药爆破是爆破工程中应用最广泛的一种爆破方法,这里要介绍一种和炸药爆破完全不同的新型爆破方法──静态爆破法,重点探讨静态爆......

高效无声破碎剂(HSCA)

一、简 介

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、花岗石。使用时用水将HSCA调成浆体灌入岩石或混凝土钻孔中，经3～8小时即可在无振动、无噪声、无飞石、无有害气体的情况下，进行破碎或切割作业。 二 、技术性能及指标∶

三、适用范围∶

用于混凝土或钢筋混凝土构筑物的拆除，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HSCA的特点是安全，效率高，不中断交通，不停工停产。用于各种岩石、大理石、花岗石、玉石的开采和切割，成材率提高2-3倍。与控爆或油压炮相结合，拆除混凝土建筑或破碎岩石。 四、使用方法∶

(1)准备∶首先根据被破碎物的材质、结构、形状和破碎要求等因素设计孔径、孔距、孔深等。下面是一般破碎设计参数。

注∶H—物体的破碎高度。

(2)搅拌：先将1400～1600毫升的水倒入容器中，然后缓缓加入一袋HSCA，用机械或手工(用手搅拌时要戴橡胶手套)搅拌成具有流动性的均匀浆体。

(3)充填：填孔之前必须将孔清理干净，不得有水和杂物。充填作业可以采用直接灌入或用灰浆压入孔内。灌孔必须密实，不必堵塞孔口。水平或倾斜要用干稠的胶泥状HSCA搓成条塞入孔中并捣实。

(4)养护：春、夏、秋季不必养护。冬季要用草席等物覆盖保温。

使用HSCA, 4小时膨胀压可达30Mpa, 8小时可达45Mpa, 与国外同类产品比, 成本低, 破碎能量高,破碎时间短, 用量少。

高效无声破碎剂High Range Soundless Cracking Agent（HSCA）是一种高效能、安全的粉状破碎材料，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，由于使用时的环境温度不同，一般经5~24小时即可在无振动、无噪声、无飞石、无有害气体的情况下，进行破碎或切割作业。

高效无声破碎剂曾在上海铁路车站、南浦大桥、葛州坝工程、柳州的峰山钢铁厂、青岛料石总厂、广东罗定金鸡大理石矿等很多工程中应用，获得了很好的使用效果具有明显的社会和经济效益。 一、使用范围

1、 用于混凝土或钢筋混凝土构筑的拆除，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HSCA的特点是安全，效率高，不中断交通，不停工停产。 2、 用于破碎各种岩石。

3、 用于大理石、花岗岩、玉石的开采和切割，其成材率提高2-3倍。 4、 与控爆或油压炮相结合，拆除混凝土建筑或岩石，效果更佳。 二、产品特点性能

型号 适用温度（℃） 膨胀压（Mpa） 8小时 24小时 48小时 HSCA-I 35±5 >30 >55 >90 HSCA-II 25±5 >20 >45 >60 HSCA-III 10±5 >10 >25 >35

三、使用方法

1、 准备：首先根据被破碎物的材质、结构、形状和破碎要求等因素设计孔径、孔距、孔深等，下面是一般破碎设计参数。

被破碎物体 钻孔参数 HSCA使用量（Kg/m3） 孔径mm 孔距mm 孔深 软质岩破碎 40~50 30~40 H 8~10 中硬质岩破碎 40~50 30~40 105%H 10~15

岩石切割 30~40 20~35 90%H 一面切割6-8二面切割15-16 无筋混凝土破碎 40~50 30~40 80%H 6~10 钢筋混凝土破碎 40~60 15~30 H 15~25 注：H——物体的破碎高度。

2、 搅拌：先将1400-1600毫升的水倒入容器中，然后缓缓加入壹袋HSCA，用机械或手工（用手搅拌要戴橡胶手套）搅拌成具有流动性的均匀浆体。

3、 充填：填孔之前必须将孔清理干净，不得有水和杂物，充填作业可采用直接灌入法或用灰浆泵压入法，灌孔必须密实，不必堵塞孔口，水平或倾斜孔要用干稠的胶泥状HSCA搓成条塞入孔中并捣实。 四、注意事项

1、 对于配筋多的钢筋混凝土，应预先切断部分外围的钢筋，再用HSCA破碎； 2、 必须按施工环境温度选择合适的HSCA型号，不得随意互用；

3、 搅拌后的HSCA浆体必须在10分钟内充填在孔内，超过10分钟，其流动性将有所降低；

4、 施工时，为安全起见，必须戴防护眼镜，灌浆后到裂纹发生前，不得对孔口直视，以防万一发生喷出现象时伤害眼睛；

5、 HSCA浆体稍有腐蚀性，碰到皮肤或进入眼睛里要立即用水冲洗；

6、 HSCA要存放于干燥场所内，严防受潮，在不受潮情况下，保存期限为一年左右。