裂石剂及其制造方法 本发明涉及一种破碎剂及其制造方法。
岩石的破碎和切割，混凝土构筑物的拆除，一般采用炸药爆破，机械或人工开凿等方法，但存在劳动强度大，工效低，浪费资源，安全性差和污染环境等缺点。
利用某些有机化合物和无机化合物调配成粉末状，在进行水和反应时产生的膨胀作用，可使岩石，混凝土等发生崩裂。JP57-110345号专利公开了一种无声爆破剂，首先在含铁铝固溶体1.0％～40.0％(按重量比)，游离石灰游离镁60.0％～99.0％的溶块里再添加硼酸盐0.1％～20％，其次在上述溶块里再添加糖类、多元醇、有机酸及有机酸盐之中的一种或其混合物而成。所说的溶块是把含石灰石、白云石、铁屑、铝土矿的混合料在1200～1800℃温度下焙烧而成。JP57-119850号专利公开另一种无声爆破剂，它含有氧化钙或氧化镁的矿石熟料为5％～90％(按重量比)，磺基铝酸钙盐速凝剂1％～40％，并根据需要添加减水剂。所说的矿石熟料是指生石灰，锻烧白云石，或二者的混合物。所说的磺基铝酸钙盐速凝剂是指铝酸钙盐无机物，溶融混合物及石膏的混合物。延迟膨胀剂有炭酸钠、炭酸钾、硼酸钠等无机盐类，氧化酸盐。减水剂用水泥，木质磺酸盐、聚烷烯丙基磺酸盐、尿素及其他蛋白质分解的生成物，亚硫酸废液、砂糖类等。JP56-67059号专利提出一种脆性体的无声爆破剂，用颗粒结晶直径10～100μ的死烧生石灰，粉碎后按30％～95％与水硬物质混合，该混合物按100％再添加混合剂0.5％～5％，混合剂可使用下列的一种或二种以上的混合物：木质素、高级多元醇的磺酸盐、含氟有机酸、烷基芳基磺酸盐等。水硬物质为普通的硅酸盐、速凝水泥及含氧化铝的水泥。CN1001962号专利申请公开了一种高效无声破碎剂及其制造方法，由熟料和外加剂混合制成，熟料的矿物组成为净CaO结晶65％～90％，硅酸三钙C↓[2]S15％～25％，铁相8％～20％，净CaO为系统中铁相包裹，其包裹率为50％～80％。CN1014679号专利申请公开了一种由过烧石灰与凝结硬化剂，催固增强剂作为主剂，外加延缓剂，低温外加剂配制而成的破碎剂，上述原料的重量比依次为50％ ～95％，2.25％～22.5％，2.75％～27.5％，0.1％～4％，0.5％～2％，掺水重量比30％～40％。已有的破碎剂的膨胀压较小，一般在350Kg/cm2左右，在实际施工中，必须增加工件的孔径、孔深，缩短孔距，因此也相应增加了投药量和成本，最终影响其实际的应用。
本发明的目地旨在提供一种膨胀压较大，实用成本较低的裂石剂及其制造方法。
作为裂石剂应含有(按重量比，以下同)：过烧灰为75％～92％，早强剂为0.5％～2.0％，铁矿渣为0.5％～1.5％，碳酸钠为0.6％～2.5％，水泥为5％～11.5％，石膏为0.5％～2.0％，砂糖类为0.8％～4％，木质素为0.1％～1.5％。所说的早强剂中应含(按重量)粉煤为50％～80％，硫酸钠为20％～50％。
所用的过烧灰一般可用含氧化钙，氧化镁等的矿石熟料，例如石灰石，白云石，铝土矿等以及它们的混合料。焙烧温度一般可在1200～1800℃。
裂石剂的制造可按以下步骤进行：
1.按上述一定的配比选好各组份(过烧灰、粉煤、硫酸钠、铁矿渣、碳酸钠、水泥、石膏、木质素)的原料。
2.过烧灰破碎，球磨，过筛(40目)。
3.铁矿渣破碎，球磨，过筛(120目)。
4.碳酸钠、砂糖粉磨，过筛(100目)。
5.木质素破碎，过筛(100目)。
6.将以上过筛选取的各组份以及其它组份(粉煤、硫酸钠、水泥、石膏)混合，搅拌，封装。
使用时，先进行施工设计，即根据应用的对象与条件，按钻孔参数设计理论进行计算，得出所需的孔径、孔距、排距、孔深、孔的方向及分布，其中孔径是决定破碎效率的重要因素。再进行裂石剂使用量的概算。根据上述施工设计在岩石或混凝土等上钻孔，再将所需的裂石剂与水搅拌成浆体，并填充在岩石或混凝土孔中，一般在常温下即可使岩石或混凝土等开裂。其开裂过程具有固体膨胀，低压，慢加载的特点，因此无震动，无噪音，无飞石，无毒气，而裂石剂本身又不是易燃品或易爆品，其生产、贮存、运输、使用均十分安全。而且当应用于岩石或混凝土的破碎或切割时，不必考虑用药量，引爆装置，防爆措施，施工时间以及复杂的设计计算，只须考虑如何在被破碎或切割的物体上钻孔，以最少用剂量达到预期的效果。同时，用裂石剂开采花岗岩、大理石、汉白玉等，可人为任意切割各种规格的荒料，产量高，废碎材少，成品率高，石质结构不受破坏。也适用于对各种复杂的混凝土构筑物(如设备、房屋基础、桥墩、桥台、涵洞、堤坝、混凝土桩、路面、烟囱底座、柱子等)的破碎或切割，应用范围十分广泛。另外，由于本发明改进了已有破碎剂的组份，工艺流程与工艺条件，优选了各组份的配比，获得了膨胀压显著增加(远大于国际标准要求的300Kg/cm2)的裂石剂，其膨胀压可达到850Kg/cm2。这样，与已有的破碎剂相比，以开采岩石为例，对于相同的岩石，由于膨胀压的提高，可明显减少岩孔的孔径、孔深和数目，详见实施例。
图1为本发明切割花岗岩603#荒料的岩孔设计图。
图2为已有膨胀压为300Kg/cm2以上的破碎剂用于岩石切割的岩孔设计图。
以下提供的实施例将结合附图对本发明做进一步的说明。
实施例1：选取经1300～1700℃焙烧的过烧灰8380g依次进行破碎，球磨，过筛(40目)。另取70g的铁矿渣破碎，球磨，过筛(120目)。又取220g的碳酸钠和320g的白糖进行粉磨，过筛(100目)。再取80g木质素经破碎，过筛(100目)。将上述各组份与90g粉煤，40g硫酸钠，650g水泥，150g的石膏混合，并搅拌均匀，即可封装。可以按重量分等塑料袋包装，也可以按长度，口径分等封装成呈圆柱体状的“药卷”。
将上述所得的裂石剂用于某石场切割花岗岩603#荒料，如图1所示，花岗岩尺寸为220cm×86cm×120cm。约2.27m3。设钻孔的孔径为3cm，裂石剂的膨胀压为850Kg/cm2，则根据钻孔参数设计理论可求得单位面积钻孔的总长度为622.7cm。设孔深为80cm，则必须取孔数为8个，孔距为25cm。若以已有的破碎剂为例，膨胀压为300Kg/cm2，钻孔的孔径仍为3cm，则可求得单位面积钻孔的总长度为1764.4cm。设孔深仍为80cm，则必须钻孔22个，孔距为9.6cm，参见图2和表1。显然，由于本发明改进了组份，优选了各组份的配比，因此显著提高了裂石剂的膨胀压，使施工工作量和裂石剂的用量大为减少，从而降低了工程的成本。
实施例2：选取经1200～1600℃焙烧的过烧灰7500g，先后进行破碎，球磨，过筛(40目)。另取150g的铁矿渣进行破碎，球磨，过筛(120目)。又取250g的碳酸钠和400g的白糖进行粉磨，过筛(100目)。再取150g的木质素经破碎，过筛(100目)。将上述各组份与100g的粉煤，100g的硫酸钠，1150g的水泥，200g的石膏混合，搅拌均匀后按重量等级封装在塑料袋内。
将所得的裂石剂用于切割花岗岩等，根据钻孔参数设计理论，同样可以得到良好的效果。
实施例3：选取经1500～1800C焙烧的过烧灰9200g，先后进行破碎，球磨，过筛(40目)。另取50g的铁矿渣经破碎，球磨，过筛(120目)。又取60g的碳酸钠和80g的白糖进行粉磨，过筛(100目)。再取10g木质素经破碎，过筛(100目)。将上述各组份与40g煤灰，10g硫酸钠，500g水泥，50g石膏混合，并搅拌均匀后按长度与直径等级封装成呈圆柱体状的药卷，即可使用。
实施例4～6：表1给出3个不同配比的实施例，其工艺过程、工艺条件与实施例1～3相同。所得的裂石剂其综合评价均符合要求，膨胀压大于300Kg/cm2。
表1 实施例4～6各组份的配比(g)例 过烧灰 粉煤 硫酸钠 铁矿渣 碳酸钠 水泥 石膏 白糖 木质素4 8000 108 72 120 250 850 200 300 1005 8500 90 60 100 200 570 150 250 806 9000 70 30 50 100 500 100 100 50
表2给出三面切割花岗岩荒料的效果及开采成本核算对照。由表2可见，本发明具有膨胀压高，钻孔数少，用药量少，开采成本低的优点。
表2 本发明与已有破碎剂及人工开采对照表荒料规格(cm) 100×100×100 200×100×100膨胀压(Kg/cm2) 850 300 人工开采 850 300 人工开采孔径(cm)孔距(cm)孔深(cm)孔数(个)钻孔长度(m)用药量(kg)开采成本(元/m3) 3 3 25 9.6 70 70 11 29 7.7 20.3 8.5 22.3 56.44 148.80 200 3 3 25 9.6 70 70 19 49 13.3 34.3 14.6 37.7 97.49 251.42 450