高效静态裂石剂及其快速裂石法

周忠华 编泽

　　众所周之，静态裂石属一种无噪音振动的安全裂石法，是通过在被裂石体如岩石或砼上钻孔，灌注裂石剂即水化膨胀性物质，利用其产生的膨胀力进行裂石。常用的裂石剂是以生石灰为主要成分，加人少量铝硅酸钙或铁铝酸盐配成，使用时加人水拌成料浆，灌入被裂石体的钻孔中。为使料浆具有良好的流动性，便于灌浆，理论水化用水量为生石灰的32%，相当于常用静态裂石剂的约30%。但用这样的料浆灌浆时，由于水化反应急剧，快速发热，形成大量水蒸气，往往引起喷浆。喷浆不仅意味着裂石失败，而且由于其温度高、碱性强，有损伤操作人员的危险。延迟料浆的水化速度虽对防止喷浆有效，但裂石时间长，从灌浆到裂石一般需要1624小时。静态裂石还有一种方法是将裂石粉剂制成药片状取代料浆，直接填入钻孔中，注水，这虽可防止水蒸气散失，但水蒸气易残留在空隙中，吸收水化膨胀力，使高裂石力减弱。因此针对这些问题，国外一公司提供了一种不喷浆，30分钟内快速裂石的高效静态裂石剂及其裂石法。

　　一、高效静态裂石剂及其裂石法

　　1.裂石剂主要由10－20%(最佳16%)高铝水泥2%－6%(最佳4%)Ca(OH)2和80%CaO组成的水化膨胀性粉构成。为调节CaO反应速度和有充分的操作时间，还需添加0.5%－3%反应调节剂即Ca++封闭剂。CaO以使用过烧CaO为佳(粗粒滴定法4N-HC1消耗量为80－150cc/10分)。高铝水泥最好含有较多12CaO、7Al2O3。

　　2.使用前，将裂石剂的混合粉料压成块料，再粗碎成粒径为1－l0mm的粒料。装入透水性材质尼龙或聚丙烯袋中，包装成柱状的料袋，供裂石使用。

　　3.裂石方法是将料袋预先用水处理，使其含有生石灰水化量40%－70%的水，填入钻孔中，进行部分水化，待被裂石体快开裂时，再注入剩余部分的水，进行二次水化，直到裂石操作结束。其裂石流程图如下所示。

      使用表明，彩和上述流程的裂石法，在钻孔中先供人裂石剂中生石灰理论水化量40%－70%的水，生石灰快速进行部分水化。虽然其它成分也开始水化，但其水化速度较生石灰慢，因此至少在水化初期发挥膨胀力的主要是通过CaO－Ca(OH)2的变化。由于注水量受到限定，不存在过量的水分，即使快速发热产生水蒸气，也不会出现喷浆现象。由此可知，裂石水化的需水量不一次性全部供入，分二次水化，先供入一部分水，进行部分水化，再间隔一定时间供入剩余部分的水，可防止喷浆，充分发挥水化膨胀力。从图1中可看出这种效果。图中表示，采用原灌浆裂石法，由于水化速度慢，膨胀力只能缓慢增大。为使岩石或硷开裂，必须达到3000t/m2的膨胀压力，要达到这一压力，需要1624小时，而采用二次水化膨胀裂石法，膨胀压力随快速水化而急剧增大，30分钟时出现裂缝，而且通过二次注水，可有效发挥二次水化裂石的作用。

　　使用由CaO、高铝水泥和Ca(OH)２水化膨胀性粉料组成的裂石剂时，在浸渍→脱水→填孔→捣实的过程中，高铝水泥与Ca(OH)2先反应，出现急凝和硬化。这时虽对防止喷浆有效，但膨胀压力尚还不够，不过随后随着先受到反应调节剂抑制的CaO的反应，膨胀压力随之增大，大幅提高裂石力。

　二、裂石试验

　　取含有少量Ca++封闭剂的过烧生石灰80%与16%高铝水泥和4%Ca(OH)2配成混合粉料，经压力为25t的压力机压制成块料，粗碎，筛分，取用粒度为1－l0mm的粒料装入尼龙袋中，作成外径55mm、长200mm的滤袋，放入筐内，在温度约为20℃水中浸渍60秒钟，取出，放置60秒钟，脱水，使其吸水量为裂石剂中生石、灰理论水化量的50%。中国http://www.stonebuy.com石材http://www.stonebuy.com/网

　　在石灰岩(长1.5m、宽1.6m、高1.0m)上钻6个孔(直径65mm、深700mm)。填入吸水量经调整的上述滤袋，用捣实棒捣实填密(每个孔密实填充8个滤袋)，在孔上用板覆盖养护约15分钟，经观察虽有水蒸气形成，但未出现喷浆，25分钟后孔之间连结产生宽度为10mm的裂缝，然后在各孔周边注水，再养护30分钟，裂缝宽度已达30mm以上，达到预期的裂石效果。

　　三、结束语

　　与原静态裂石法相比，二次水化膨胀裂石法的裂石时间显著缩短，大幅提高裂石效率，降低裂石费用，而且不喷浆，操作安全。