DOLBO.BY
21.07.2011, 17:49
Невзрывчатое разрушающее средство (НРС)
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
1.1. Назначение
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.
1.2. Характеристика
НРС представляет собой порошкообразный материал чаще всего серого цвета, пылящий, негорючий, невзрывоопасный, обладающий:
щелочными свойствами (pH-12,5);
объемная насыпная плотность – 1,2 : 1,3 т/м3;
водопотребность – 28%;
развиваемое давление – до 500 кгс/см2 (50 МПа).
В связи с повышенной гигроскопичностью НРС расфасовывается во влагонепроницаемую упаковку. Гарантийный срок хранения (при сохранении герметичности упаковки) в сухом помещении: не менее 12 месяцев.
1.3. Механизм действия
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 (см. рис1).
http://www.domsovetov.by/picture.php?albumid=48&pictureid=901
2.1. Процесс разрушения объекта состоит из следующих технологических операций:
подготовка объекта к разрушению (очистка от земли и мусора, обкопка, разметка участков разрушения и т. д.),
бурение шпуров в соответствии с разметкой (схемой),
приготовление рабочей смеси и заполнение ею шпуров,
разрушение объекта (образование трещин),
разработка объектов (оголение и последующая резка арматуры, удаление частей разрушаемого объекта из зоны разрушения).
Наиболее трудоемким процессом в комплекте работ, определяющим, в основном, продолжительность, себестоимость и удельные трудовые затраты разрушения 1м3 объекта, является бурение шпуров.
2.2. В процессе подготовки к разрушению объекта (например, строительных конструкций) должны выполняться:
обследование объекта,
изучение условий производства работ с учетом имеющегося подъемнотранспортного оборудования,
разработка технологической карты (регламента) работ,
укомплектование, подготовка и проверка работоспособности необходимого оборудования,
инструктаж персонала, выполняющего работы.
2.3. В состав технологической карты на разрушение объекта входит:
характеристика объекта разрушения (размеры, объем, прочность, пористость, трещиноватость, характер и расположение арматуры), составленная по результатам обследования к имеющейся документации,
перечень необходимого оборудования,
схема бурения шпуров,
указания по технике приготовления рабочей смеси и последовательности ее заливки в шпуры,
указания по технике безопасности.
2.4. Разработка схемы бурения шпуров основывается на анализе:
характеристики объекта разрушения,
характеристики имеющегося подъемно-транспортного оборудования в зоне разрушения,
стесненности в зоне разрушения (наличие свободных поверхностей у объекта разрушения, объектов, не подлежащих ликвидации, коммуникационных сетей и т. п.).
2.5. Основными характеристиками разрушаемого объекта, учитываемыми при разработке схемы бурения шпуров, являются:
предел прочности при разрыве материала объекта (разр.) и параметры его армирования (для железобетона).
2.7. 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 (см. рис.2).
http://www.domsovetov.by/picture.php?albumid=48&pictureid=902http://www.domsovetov.by/picture.php?albumid=48&pictureid=903
2.8. Эффективное применение НРС требует наличия в объекте минимум двух вертикальных свободных поверхностей, расположенных друг относительно друга под некоторым углом (см. рис. 3). При отсутствии второй свободной вертикальной поверхности ее необходимо образовать, применяя традиционные методы.
http://www.domsovetov.by/picture.php?albumid=48&pictureid=904
3.1. Бурение шпуров в объектах, подлежащих разрушению, осуществляется главным образом с помощью перфораторов, могут использоваться станки с алмазными кольцевыми сверлами.
3.2. При большом объеме буровых работ рекомендуется применять установки строчного бурения.
4.1. 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.
4.2. Если объект характеризуется повышенной пористостью, а, следовательно, и водопоглощением, то необходимо шпуры (перед заполнением их рабочей смесью) насытить водой.
4.4. 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 (см.рис. 5).
http://www.domsovetov.by/picture.php?albumid=48&pictureid=905
4.6. Направление разрушения определяется расположением шпуров в объекте.
Обычно образующиеся трещины соединяют соседние шпуры или выходят на ближайшую от шпура свободную поверхность объекта (см. рис. 4).
http://www.domsovetov.by/picture.php?albumid=48&pictureid=906
4.7. При разрушении объекта, высота которого не превышает 30-40 см, рекомендуется бурить наклонные шпуры или использовать шпуры меньшего диаметра (см. рис. 6).
http://www.domsovetov.by/picture.php?albumid=48&pictureid=907
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.
4.8. Расход НРС для разрушения конкретного объекта определяют, исходя из того, что на заполнение 1 см3 шпура требуется 1,8 г порошка НРС
4.9. Для обнаружения арматуры (если известна схема расположения арматуры в объекте) бурения шпуров осуществляют в непосредственной близости от арматуры (см. рис. 7).
http://www.domsovetov.by/picture.php?albumid=48&pictureid=908
4.10. Расположение ближайшего к свободной поверхности шпура от свободной поверхности должно быть в два раза меньше, чем расстояние между «внутренними» шпурами (см.рис. 5).
5.3. Шпуры, предназначенные для заливки рабочей смесью, должны быть чистыми, не содержать пыли, обломков материала, воды и т.п.
5.4. Шпуры заливаются рабочей смесью до устья. Нет необходимости закупоривать чем-нибудь шпуры, заполненные рабочей смесью.
5.5. 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.
5.6. После заливки рабочей смеси необходимо защитить устье шпуров от действия воды (например, при дожде).
5.7. Применение НРС эффективно если температура разрушаемого объекта не менее +2+3 0С и не более +25 0С.
Чем выше температура объекта, тем холоднее должна быть вода затворения.
6.1. Время образования трещин (от момента заполнения шпуров рабочей смесью) в разрушаемом объекте зависит главным образом от:
прочности материала объекта,
температуры объекта,
диаметра шпуров,
расстояния между шпурами,
содержания воды в рабочей смеси,
температуры рабочей смеси.
6.1.1. Чем выше предел прочности при разрыве материала объекта, тем больше время до образования трещин.
6.1.2. Повышение температуры объекта (в указанных в разделе 4 пределах) способствует ускорению процесса образования трещин.
6.1.3. Уменьшение расстояния между шпурами ускоряет процесс образования трещин, но вызывает повышенный расход НРС.
6.1.4. Повышение содержания воды в рабочей смеси способствует замедлению процесса образования трещин.
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
1.1. Назначение
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.
1.2. Характеристика
НРС представляет собой порошкообразный материал чаще всего серого цвета, пылящий, негорючий, невзрывоопасный, обладающий:
щелочными свойствами (pH-12,5);
объемная насыпная плотность – 1,2 : 1,3 т/м3;
водопотребность – 28%;
развиваемое давление – до 500 кгс/см2 (50 МПа).
В связи с повышенной гигроскопичностью НРС расфасовывается во влагонепроницаемую упаковку. Гарантийный срок хранения (при сохранении герметичности упаковки) в сухом помещении: не менее 12 месяцев.
1.3. Механизм действия
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 (см. рис1).
http://www.domsovetov.by/picture.php?albumid=48&pictureid=901
2.1. Процесс разрушения объекта состоит из следующих технологических операций:
подготовка объекта к разрушению (очистка от земли и мусора, обкопка, разметка участков разрушения и т. д.),
бурение шпуров в соответствии с разметкой (схемой),
приготовление рабочей смеси и заполнение ею шпуров,
разрушение объекта (образование трещин),
разработка объектов (оголение и последующая резка арматуры, удаление частей разрушаемого объекта из зоны разрушения).
Наиболее трудоемким процессом в комплекте работ, определяющим, в основном, продолжительность, себестоимость и удельные трудовые затраты разрушения 1м3 объекта, является бурение шпуров.
2.2. В процессе подготовки к разрушению объекта (например, строительных конструкций) должны выполняться:
обследование объекта,
изучение условий производства работ с учетом имеющегося подъемнотранспортного оборудования,
разработка технологической карты (регламента) работ,
укомплектование, подготовка и проверка работоспособности необходимого оборудования,
инструктаж персонала, выполняющего работы.
2.3. В состав технологической карты на разрушение объекта входит:
характеристика объекта разрушения (размеры, объем, прочность, пористость, трещиноватость, характер и расположение арматуры), составленная по результатам обследования к имеющейся документации,
перечень необходимого оборудования,
схема бурения шпуров,
указания по технике приготовления рабочей смеси и последовательности ее заливки в шпуры,
указания по технике безопасности.
2.4. Разработка схемы бурения шпуров основывается на анализе:
характеристики объекта разрушения,
характеристики имеющегося подъемно-транспортного оборудования в зоне разрушения,
стесненности в зоне разрушения (наличие свободных поверхностей у объекта разрушения, объектов, не подлежащих ликвидации, коммуникационных сетей и т. п.).
2.5. Основными характеристиками разрушаемого объекта, учитываемыми при разработке схемы бурения шпуров, являются:
предел прочности при разрыве материала объекта (разр.) и параметры его армирования (для железобетона).
2.7. 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 (см. рис.2).
http://www.domsovetov.by/picture.php?albumid=48&pictureid=902http://www.domsovetov.by/picture.php?albumid=48&pictureid=903
2.8. Эффективное применение НРС требует наличия в объекте минимум двух вертикальных свободных поверхностей, расположенных друг относительно друга под некоторым углом (см. рис. 3). При отсутствии второй свободной вертикальной поверхности ее необходимо образовать, применяя традиционные методы.
http://www.domsovetov.by/picture.php?albumid=48&pictureid=904
3.1. Бурение шпуров в объектах, подлежащих разрушению, осуществляется главным образом с помощью перфораторов, могут использоваться станки с алмазными кольцевыми сверлами.
3.2. При большом объеме буровых работ рекомендуется применять установки строчного бурения.
4.1. 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.
4.2. Если объект характеризуется повышенной пористостью, а, следовательно, и водопоглощением, то необходимо шпуры (перед заполнением их рабочей смесью) насытить водой.
4.4. 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 (см.рис. 5).
http://www.domsovetov.by/picture.php?albumid=48&pictureid=905
4.6. Направление разрушения определяется расположением шпуров в объекте.
Обычно образующиеся трещины соединяют соседние шпуры или выходят на ближайшую от шпура свободную поверхность объекта (см. рис. 4).
http://www.domsovetov.by/picture.php?albumid=48&pictureid=906
4.7. При разрушении объекта, высота которого не превышает 30-40 см, рекомендуется бурить наклонные шпуры или использовать шпуры меньшего диаметра (см. рис. 6).
http://www.domsovetov.by/picture.php?albumid=48&pictureid=907
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.
4.8. Расход НРС для разрушения конкретного объекта определяют, исходя из того, что на заполнение 1 см3 шпура требуется 1,8 г порошка НРС
4.9. Для обнаружения арматуры (если известна схема расположения арматуры в объекте) бурения шпуров осуществляют в непосредственной близости от арматуры (см. рис. 7).
http://www.domsovetov.by/picture.php?albumid=48&pictureid=908
4.10. Расположение ближайшего к свободной поверхности шпура от свободной поверхности должно быть в два раза меньше, чем расстояние между «внутренними» шпурами (см.рис. 5).
5.3. Шпуры, предназначенные для заливки рабочей смесью, должны быть чистыми, не содержать пыли, обломков материала, воды и т.п.
5.4. Шпуры заливаются рабочей смесью до устья. Нет необходимости закупоривать чем-нибудь шпуры, заполненные рабочей смесью.
5.5. 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.
5.6. После заливки рабочей смеси необходимо защитить устье шпуров от действия воды (например, при дожде).
5.7. Применение НРС эффективно если температура разрушаемого объекта не менее +2+3 0С и не более +25 0С.
Чем выше температура объекта, тем холоднее должна быть вода затворения.
6.1. Время образования трещин (от момента заполнения шпуров рабочей смесью) в разрушаемом объекте зависит главным образом от:
прочности материала объекта,
температуры объекта,
диаметра шпуров,
расстояния между шпурами,
содержания воды в рабочей смеси,
температуры рабочей смеси.
6.1.1. Чем выше предел прочности при разрыве материала объекта, тем больше время до образования трещин.
6.1.2. Повышение температуры объекта (в указанных в разделе 4 пределах) способствует ускорению процесса образования трещин.
6.1.3. Уменьшение расстояния между шпурами ускоряет процесс образования трещин, но вызывает повышенный расход НРС.
6.1.4. Повышение содержания воды в рабочей смеси способствует замедлению процесса образования трещин.