Невзрывные расширяющиеся составы

Невзрывные расширяющиеся составы разрабатываются во многих странах. Как правило они представляют собой легкий серый порошок, состоящий из неорганического соединения извести. Для разрушения породы или бетона бурят шпуры и заполняют их этим веществом размешанным с водой. В зависимости от температуры смеси разрушение наступает через 10-20 часов.

В Украине разработан вещество НРВ-80(невзрывчатое разрушающее вещество) состоящее из модифицированной негашеной извести. Его получают путём совместного помола продукта обжига карбоната кальция и модифицирующих добавок и получают невзрывчатые разрушающие материалы, содержащие оксид кальция в пределах от 65 и до 90..95% по массе.

Невзрывчатое разрушающее вещество НРВ - 80 (ТУ У БВ 2.7.00030937) представляет собой порошок чаще всего белого или серого цвета, пылящий, негорючий, взрывобезопасный, обладающий щелочными свойствами (рН=12,5).

При смешивании НРВ-80 с водой образуется смесь (суспензия), которая, будучи залита в частично или полностью замкнутую полость (например, шпур) в каком-либо объекте, постепенно, в результате реакции гидратации порошка, твердеет и увеличивается при этом в объёме. Количество воды в порошке НРВ - 80 не должно превышать 30...35%. В противном случае давление расширения резко снижается. Увеличение объема сопровождается развитием давления от 50 до 150 мПа на стенки шпура, величина которого зависит от содержания в порошке СаО. При этом в теле разрушаемого объекта развиваются напряжения, значения которых может превышать его предельную прочность при растяжении, что и приводит к разрушению объекта. Эффект разрушения выражается в образовании в теле объекта трещин с их развитием во времени.

Обычно образование трещин происходит в зависимости от температуры объекта и его характеристик в пределах от 12 до 20 часов. Чем выше предел прочности, тем больше время образования трещин. Повышение температуры объекта способствует ускорению образования трещин.

Температура воды для затворения НРВ - 80 в летний период должна составлять (в зависимости от температуры разрушаемого объекта) от 10 до 20 градусов Цельсия, в зимний период - от 20 до 50 градусов Цельсия.

Хранить порошок НРВ необходимо в сухом помещении на деревянных поддонах при температуре не выше 20 градусов Цельсия. Гарантийный срок хранения -6 месяцев.

Допускается применение других невзрывчатых расширяющихся систем, допущенных в установленном порядке.

НРС-1(невзрывчатое разрушающее средство первой модификации) разработано институтом ВНИИстром им. Будникова (Новосибирск) и предназначено для разрушения таких материалов, как бетон, железобетон, каменные кладки и проч. Оно представляет собой порошкообразный материал, негорючий и невзрывоопасный. При смешивании его с водой образуется рабочая смесь (суспензия), которая, будучи залита в полость (шпур), постепенно увеличивается в объеме, создавая давление на стенки. Если в теле объекта развиваются напряжения, превышающие его предельную прочность при растяжении, то он разрушается с образованием трещин.

Самая трудоемкая часть метода - бурение шпуров, поэтому по возможности их количество сводят к минимуму. Рекомендуемый диаметр - 26-44 мм. При его увеличении возрастает вероятность самопроизвольного выброса рабочей смеси; особенно это актуально при высокой температуре. Чем больше размеры отверстия, тем интенсивнее разрушение и тем выше расход НРС. Глубина шпуров зависит от высоты разрушаемого объекта и его способности к раскалыванию, но во всех случаях меньше высоты на 5-10 см. Эффективное применение НРС требует наличия в объекте минимум двух вертикальных поверхностей, расположенных под некоторым углом. Чтобы обнажить арматуру, бурят отверстия в непосредственной близости от ее элементов. Пористые объекты, которые характеризуются повышенным водопоглощением, перед заливкой суспензии необходимо насытить водой.

Готовят рабочую смесь следующим образом. В чистую емкость (например, ведро) наливают воду, после чего в нее при непрерывном помешивании постепенно высыпают порошок из расчета 270 мл воды на 1000 г порошка. Время перемешивания массы не должно превышать 8-10 минут.

Шпуры заполняют рабочей смесью до устья. Применение НРС эффективно при температуре объекта 2-30 градусов Цельсия. Чем выше температура стены, тем холоднее должна быть вода. По стандартной технологии НРС расходуется 25 кг на кубический метр воды.

Использование НРС существенно снижает стоимость работ. Его с успехом применяют при необходимости разрушения больших площадей. Однако из-за плохо управляемого процесса трещинообразования этот метод нельзя использовать при выполнении проемов в монолитных стенах жилых домов, особенно высотных. Среди недостатков НРС - сложность разрушения железобетона (из-за наличия арматуры), малый температурный отрезок работы и большой расход, если не применять специальную технику.

ВЫВОД

Применение перечисленных методов в период реструктуризации шахтной поверхности представляется весьма перспективным, т.к. значительно упрощаются условия эксплуатации по сравнению со взрывными работами отпадает необходимость согласований с органами технического контроля, внутренних дел, пожарной и санитарной службами. Значительно возрастает безопасность выполнения работ, отсутствует сейсмический эффект и газы взрыва. Основной областью применения способа в обозримом будущем является рыхление фундаментов и разделка негабаритных блоков, разрушение зданий и сооружений при физической ликвидации шахт. Способ также может быть использован при ликвидации отдельных монолитных бетонных и железобетонных конструкций в процессе шахтного и подземного строительства, а также на других производствах, например, на металлургических заводах при реконструкции производственных линий внутри цехов, а также в непосредственной близости от них.