- Просмотров: 12166
Материал статьи представлен только для ознакомления с данной технологией производства работ.
В данный момент ЧУП "ДОЛБО" не использует описываемый метод в своей работе.
Сотрудниками ВНИИстром им. П.П. Будникова в середине 80-х годов прошлого века разработана и внедрена технология невзрывчатого разрушающего средства НРС-1, а также испытана и внедрена более чем на 200 объектах технология его применения.
Технология его производства очень схожа с технологией производства извести, отличие в параметрах обжига и в помоле с регулирующими добавками.
Принцип действия НРС-1 заключается в расширении твердеющей водной суспензии, давление при этом превосходит 50 МПа, что превосходит ближайшие зарубежные аналоги, например «Breastar», Япония.
В объекте (бетон, железобетон, гранит, мрамор и т.п.), подлежащем разрушению (разделению на блоки), бурятся шпуры, в которые заливается водная суспензия НРС-1. НРС-1 гидратируется, твердея и увеличиваясь в объеме, что приводит объект к разрушению (разделению на блоки). Разрушение происходит постепенно, с высоким уровнем безопасности.
В 1989 году за данную разработку коллектив был удостоен Премии Совета Министров СССР в области строительства и архитектуры.
Применение НРС
С помощью НРС можно осуществлять разрушение объектов непосредственно в действующих цехах, населенных пунктах и т.д. и т. п., с полной безопасностью для окружающей среды, т. к. действие НРС не сопровождается какими-либо колебаниями, выбросом твердых или газообразных продуктов.
НРС представляет собой порошкообразный материал чаще всего серого цвета, пылящий, негорючий, невзрывоопасный, обладающий:
В связи с повышенной гигроскопичностью НРС расфасовывается во влагонепроницаемую упаковку. Гарантийный срок хранения (при сохранении герметичности упаковки) в сухом помещении: не менее 12 месяцев.
При смешивании порошка НРС с водой образуется рабочая смесь (суспензия), которая, будучи залита в частично или полностью замкнутую полость (например, шпур) в каком-либо объекте, постепенно, в результате реакции гидратации порошка, твердеет, увеличиваясь при этом в объеме.
Увеличение объема сопровождается развитием давления на стенки вмещающей полости (шпура), величина которого со временем достигает 500 кгс/см2 (50 МПа). При этом в теле вмещающего объекта развиваются напряжения, значение которых может превысить его предельную прочность при растяжении, что и приведет к разрушению объекта.
Эффект разрушения выражается образованием в теле объекта трещин и их развитием во времени.
Механизм действия НРС (1 – объект разрушения; 2 – шпуры, заполненные рабочей смесью; 3 – свободные поверхности объекта; Р – давление в шпуре (кристал- лизованное давление); ? - растягивающие силы; 4 – трещины, образовавшиеся под действием НРС; а – расстояние между шпурами; в – расстояние от центра шпура до свободной поверхности):
Использование настоящего Руководства должно обеспечивать эффективное применение НРС в результате:
Порядок ведения работ с НРС
Процесс разрушения объекта состоит из следующих технологических операций:
Наиболее трудоемким процессом в комплекте работ, определяющим, в основном, продолжительность, себестоимость и удельные трудовые затраты разрушения 1м3 объекта, является бурение шпуров.
В процессе подготовки к разрушению объекта (например, строительных конструкций) должны выполняться:
В состав технологической карты на разрушение объекта входит:
Разработка схемы бурения шпуров основывается на анализе:
Основными характеристиками разрушаемого объекта, учитываемыми при разработке схемы бурения шпуров, являются:
Расстояние между шпурами (шаг) ориентировочно можно определить, пользуясь следующей эмпирической формулой:
Полученная по расчету величина расстояния между шпурами уточняется в процессе проведения предварительных испытаний («пробное разрушение»).
Основным принципом при проектировании схемы бурения шпуров, обеспечивающим наибольшую эффективность работ, является стремление выполнить, возможно, меньший объем буровых работ применительно к конкретному объекту.
Объем буровых работ будет тем меньше, чем меньше будут габариты частей (блоков), образующихся при разрушении объекта. Последнее обусловливается, в основном, характеристиками имеющегося подъемно-транспортного оборудования.
Схема разрушения объектов при отсутствии подъёмно-транспортного оборудования (1 - шпуры с рабочей смесью; 2 - трещины, образовавшиеся под действием НРС):
Схема разрушения объектов при наличии подъёмно-транспортного оборудования (1 - шпуры с рабочей смесью; 2 - трещины, образовавшиеся под действием НРС):
Эффективное применение НРС требует наличия в объекте минимум двух вертикальных свободных поверхностей, расположенных друг относительно друга под некоторым углом. При отсутствии второй свободной вертикальной поверхности ее необходимо образовать, применяя традиционные методы.
Рекомендуемая схема добычи блоков горных пород при наличии двух свободных вертикальных поверхностей и горизонтальной (наклонной)природой трещины (1 – вертикальные свободные поверхности; 2 – шпуры с рабочей смесью; 3 – трещины, образовавшиеся под действием НРС; 4 – шпуры, подготовленные к заливке рабочей смесью; 5 – горизонтальная природная трещина):
Оборудование для бурения шпуров
Бурение шпуров в объектах, подлежащих разрушению, осуществляется главным образом с помощью перфораторов, могут использоваться станки с алмазными кольцевыми сверлами.
Рабочим инструментом перфораторов являются коронки различных типов:
По ГОСТ 17196—77 Характеристики некоторых перфораторов и коронок даны в приложении.
При большом объеме буровых работ рекомендуется применять установки строчного бурения.
Бурение шпуров и их подготовка
Рекомендуется, в основном, бурить шпуры диаметром 32:42 мм.
При использовании шпуров диаметром более 40 мм возрастает вероятность самопроизвольного выброса рабочей смеси из шпура, особенно если температура объекта превышает + 25 0С. Чем больше диаметр шпура, тем больше разрушения, но при этом больше расходуется НРС.
Если объект характеризуется повышенной пористостью, а, следовательно, и водопоглощением, то необходимо шпуры (перед заполнением их рабочей смесью) насытить водой.
Необходимость водонасыщения шпуров определяют следующим образом:
Глубина шпуров зависит от высоты разрушаемого объекта, его способности к раскалыванию, но во всех случаях меньше его высоты на 5:10 см.
От глубины шпуров и склонности объекта к раскалыванию зависит направление образующихся трещин.
Глубина шпуров и образование трещин (1 - свободная поверхность; 2 - шпур заполненные рабочей смесью; 3 - трещины образующие в объекте (образование трещины 3 , и трещины 3' определяется величиной и склонностью материала к раскалыванию)):
Возможно также бурить горизонтальные и восходящие шпуры, но для заполнения их рабочей смесью требуется специальные приспособления.
Направление разрушения определяется расположением шпуров в объекте.
Обычно образующиеся трещины соединяют соседние шпуры или выходят на ближайшую от шпура свободную поверхность объекта.
Расположение шпуров и направленность разрушения (a – беспорядочное разрушение; b – направленное разрушение; 1 - шпуры заполненные рабочей смесью; 2 – трещины):
При разрушении объекта, высота которого не превышает 30-40 см, рекомендуется бурить наклонные шпуры или использовать шпуры меньшего диаметра.
Разрушение объектов малой высоты (a – использование шпуров меньшего диаметра или наклонных шпуров; b – изменение давления (P) с глубиной шпура):
Это объяснятся тем, что давление, создаваемое рабочей смесью в верхней части шпура (равной h = 3d) меньше, чем в нижней его части. Влияние пониженного давления в верхней части шпура на эффект разрушения тем меньше, чем больше глубина используемых шпуров.
Расход НРС для разрушения конкретного объекта определяют, исходя из того, что на заполнение 1 см3 шпура требуется 1,8 г порошка НРС:
Для обнаружения арматуры (если известна схема расположения арматуры в объекте) бурения шпуров осуществляют в непосредственной близости от арматуры.
Вариант расположения шпуров при разрушении железобетона (1- шпуры; 2- арматура; 3- трещина):
Расположение ближайшего к свободной поверхности шпура от свободной поверхности должно быть в два раза меньше, чем расстояние между «внутренними» шпурами.
Приготовление рабочей смеси и заполнение ею шпуров
Для приготовления рабочей смеси требуется:
Приготовление рабочей смеси осуществляется следующим образом:
В чистую емкость (например ведро) выливают отмеренное количество чистой (водопроводной) воды, а затем в воду при непрерывном перемешивании (вручную или механическим способом) постепенно (!) высыпают взвешенное количество порошка и продолжают перемешивать до получения массы хорошей текучести без видимых комков.
При этом отношение воды к порошку (по массе) должно быть не более 0,28 г, т.е. на 1000 г порошка необходимо взять 280 мл.воды.
Время перемешивания массы не должно превышать 8-10 мин.
Шпуры, предназначенные для заливки рабочей смесью, должны быть чистыми, не содержать пыли, обломков материала, воды и т.п.
Шпуры заливаются рабочей смесью до устья. Нет необходимости закупоривать чем-нибудь шпуры, заполненные рабочей смесью.
Если при заливки шпура наблюдается расслоение рабочей смеси (водоотделение), то рекомендуется через 1-2 минуты после заливки рабочей смеси произвести доливку рабочей смеси в уже заполненные с целью вытеснения отделяющейся воды.
После заливки рабочей смеси необходимо защитить устье шпуров от действия воды (например, при дожде).
Применение НРС эффективно если температура разрушаемого объекта не менее +2+3 °С и не более +25 °С.
Чем выше температура объекта, тем холоднее должна быть вода затворения.
Например: при температуре объекта +25 °С температура воды должна быть не выше 15-18 °С (в противном случае возможен самопроизвольный выброс смеси из шпура), а при температуре объекта +2+3 °С необходимо использовать горячую (40-50 °С) воду (в противном случае время разрушения объекта увеличивается).
Образование трещин, выброс
Время образования трещин (от момента заполнения шпуров рабочей смесью) в разрушаемом объекте зависит главным образом от:
Чем выше предел прочности при разрыве материала объекта, тем больше время до образования трещин.
Повышение температуры объекта (в указанных в разделе 4 пределах) способствует ускорению процесса образования трещин.
Уменьшение расстояния между шпурами ускоряет процесс образования трещин, но вызывает повышенный расход НРС.
Повышение содержания воды в рабочей смеси способствует замедлению процесса образования трещин.
Распыление воды на поверхность разрушаемого объекта в зоне образовавшихся трещин (увлажнение зоны) способствует увеличению их ширины.
Выброс рабочей смеси из шпуров может иметь место, если:
Уменьшить выброс рабочей смеси из шпуров можно, применяя для приготовления рабочей смеси воду с возможно низкой температурой.
Разборка объекта
После образования в объекте трещин для обнажения арматуры в зоне трещины отбойным молотком делается выемка (штроба), размеры которой должны обеспечивать возможность резки обнаженной арматуры (например: автогеном).
После резки арматуры производится удаление кусков (блоков) объекта из зоны разрушения с помощью имеющегося подъемно-транспортного оборудования.
Если разрушаемый объект заглублен в грунт, то последний необходимо удалить (обкопать объект) с учетом обеспечения возможности проведения работ по резке арматуры и удалению отдельных частей объекта.
Техника безопасности
Порошок НРС и рабочая смесь обладают щелочной реакцией, что обусловливает необходимость при работе техники безопасности:
Смотреть также:
