[科普中国]-静态膨胀剂破碎岩石

静态膨胀剂破碎岩石1是指一种以氧化钙为基本成分，反应时体积膨胀，使岩石涨裂的技术。它是20纪80年代初研究成功的非爆炸型、无公害的破碎岩石技术。可用于不允许有震动和飞石的场所，和用来开采整体石料。

简介静态膨胀剂破碎岩石是指一种以氧化钙为基本成分，反应时体积膨胀，使岩石涨裂的技术。它是20纪80年代初研究成功的非爆炸型、无公害的破碎岩石技术1。可用于不允许有震动和飞石的场所，和用来开采整体石料。

作用原理静态膨胀剂以氧化钙为主要膨胀源，其含量约占81%。此外，还含有硅、铝、铁、镁的氧化物，并配以少量添加剂。在与适量水掺合后，发生水化反应。立方晶系的CaO转变成六方晶系的Ca(OH)2，体积增大50.2%，同时释放出,66.6kJ/mol的热量，从而具有膨胀作功的能力。有机添加剂用来延缓水化反应的速度，无机添加剂则用来控制硬结时间，并达到一定的强度。

装入炮孔中的静态膨胀剂，由于自身的膨胀作用，在孔壁的约束下，沿径向方向对炮孔壁产生较大的膨胀压力(30-50MPa)。孔壁径向受压，切向受拉，当孔径为4cm，孔距为40-60crn时，软岩或混凝土产生径向破裂所需的膨胀压力为10-20MPa，中硬岩或硬岩为15-30MPa。当炮孔内的膨胀压力增加到一定值后，介质就会产生径向裂缝而破裂2。

静态膨胀剂破碎岩石的效果随环境温度的提高而明显地增加。但温度过高，水化速度加快，易产生喷孔现象。为了适应环境温度的变化，控制水化速度及裂缝开裂时间，要根据环境温度采用不同配方。静态膨胀剂的吸水量，以满足化学反应(26%)或便子装灌为度，过多的水分将降低其膨胀力。

应用孔径38-42mrn，孔距200-400mrn，装药量1.9-2.3kg/m。其爆破1m3岩石所消耗的炸药量(下称炸药单耗)视岩石坚固性及工作状态而定，可参考下表2：

静态膨胀剂静态膨胀剂操作简便，携带和运输安全，切割和破碎岩石时可做到无飞石、无震动、无冲击波、无噪声、无粉尘、无毒气排放等危害，因此可用于城市建筑物拆除、岩石基槽开挖，大块岩石的二次破碎和石料开采等工程。静态膨胀剂破碎岩石与炸药爆破相比，其缺点是作用时间长、成本较高。研究新的添加剂。缩短反应时间，提高膨胀力，降低成本为其改进方向2。

岩石破碎比能耗岩石破碎比能耗是指破碎单位体积岩石所消耗的能量2，用规定的方法来破碎不同岩石，所测得的破碎比能耗可用来衡量岩石的坚固性，其中凿碎比能可作为岩石可钻性指标，爆破1m3矿岩所消耗的炸药量可作为岩石爆破性指标。用规定的方法和能量来破碎岩石，可测定岩石的粉碎程度，也可用来度量岩石的坚固性，如前苏联矿业研究院用捣碎法和砸碎法测定岩石坚固性和邦德功指数等。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学