НИИЖБ ГОССТРОЯ СССР

МЕТОДИЧЕСКИЕ

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ПРИГОТОВЛЕНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ НЕВЗРЫВНОГО РАЗРУШАЮЩЕГО ВЕЩЕСТВА НРВ

МОСНВА-1985

Госстрой СССР

Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт бетона и железобетона (НИИИБ)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕВДАЦИИ ПО ПРИГОТОВЛЕНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ НЕВЗРНВН0Г0 РАЗРУШАЩЕГО ВЕЩЕСТВА НРБ

Утверждены директором НИИЖБ 6 декабря 1985 г.

Москва 1986

заполнение шпуров смесью;

выдерживание до появления и развития трещин;

дополнительные работы по разрушению.

7.3.    При составлении плана-проекта разрушения необходимо учитывать следующие факторы:

необходимую степень и точность разрушения;

прочностные и деформационные характеристики материала разрушаемого объекта;

форму и размеры объекта;

наличие трещин, слоистости и других нарушений структуры;

наличие и степень армирования;

наличие свободной поверхности;

температуру окружающей среды;

методы вторичного разрушения.

7.4.    Перед составлением плана-проекта разрушения реномевдуется произвести экспериментальные (пробные) работы по разрушению с целью выбора оптимального расположения шпуров и наиболее эффективного использования имеющихся свободных поверхностей.

Б. БУРЕНИЕ ШПУРОВ

6.1. Для бурения шпуров рекомендуется использовать перфораторы, электросверла или бурильные машины.

Б.2. Наиболее целесообразно бурение шпуров производить в вертикальном направлении. Однако, в случае необходимости (например, при разрушении стен, колонн, когда высверливание вертикальных шпуров затруднено) можно также бурить горизонтальные или наклонные шпуры.

Б.З. Диаметр, глубину шпуров, а также расстояние между ними определяют в зависимости от физико-технических характеристик разрушаемого (разрабатываемого) объекта. При отсутствии этих характеристик расстояние меиду шпурами, их диаметр и глубину определяют опытным путем (пробным разрушением).

8.4.    Чем больше диаметр шпуров, тем выше эффективность и скорость разрушения. При использовании перфораторов оптимальными следует считать шпуры диаметром 40-50 мм.

8.5.    Чем меньше расстояние между шпурами, тем легче происходит разрушение, однако это приводит к увеличению объема работ по бурению и большому расходу НРБ. Ориентировочные расстояния между шпурами (в зависимости от вида разрушаемого объекта), а также количество НРБ, необходимое для разрушения I м³ объекта, приведены в табл.2.

10

Рис.5. План расположения шпуров при разрушении негабаритов горных пород а * раскалывание на несколько частей; б - раскалывание на четыре части; в - раскалывание на две части; г - частичное обрезание валуна

9. ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАБОЧЕЙ СМЕСИ НРБ С ВОДОЙ

9.1.    Инструмент для приготовления смеси: чистая емкость для смешивания объемом 10-12 л; смеситель механический или лопатка; приспособление для отмера воды (измерительный цилиндр); защитные принадлежности (резиновые перчатки, защитные очки).

9.2.    Для приготовления рабочей смеси НРБ в выбранную емкость высыпают отвешенное количество порошка НРБ (5-10 кг), заливают отмеренным количеством воды (из расчета В/Т = 0,3-0,35) и тщательно перемешивают массу в течение 2-3 мин до получения текучей консистенции.

Примечание. При смешивании большого количества следует использовать механический смеситель.

9.3. Не рекомендуется оставлять рабочую смесь НРБ с водой на длительное время без использования, так как это приводит к ухудше -нию текучести смеси и других ее свойств. Следует заливать смесь в шпуры не позднее, чем через 5-10 мин после ее приготовления.

10. ЗАПОЛНЕНИЕ ШПУРОВ РАБОЧЕЙ СМЕСЬЮ НРВ

ЮЛ. Шпур, в который заливается рабочая смесь НРВ с водой, должен быть чистым, без пыли и обломков порода. Если в шпуре имеется вода, ее необходимо удалить.

10.2.    Если разрушаемый объект обладает повышенным водопоглоще -нием, то следует применять изготовленный по размерам шпура полиэтиленовый мешок, в который заливается рабочая смесь.

10.3.    Вертикальные шпуры заполняются рабочей смесью с помощью воронки или путем непосредственного залива из ведра - до устья отверстия (рис.6).

10.4. Заполнение горизонтальных или наклонных шпуров следует производить с помощью насоса или шприца, пустоты при заполнении шпура недопустимы (рис.7). После заполнения шпура его следует заткнуть пробкой, чтобы предотвратить вытекание смеси.

Количество НРВ, кг, необхо -

димое для заполнения 1ы длины шпу-

_    _    _л    ра    приведено    в    табл.З.

Рис.о. Заполнение вертикальных

шпуров рабочей смесью НРВ

Рис.7 Заполнение горизонтальных и наклонных шпуров смесью НРВ

а - неправильное заполнение; б - правильное заполнение

13

Таблица 3

Диаметр шпура, мм 36 38 40 42 44 46 48 50 Количество НРБ, кг 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 2,8 3,0 3,2

10.5. После заполнения шпуров их следует накрыть брезентом, так как в случае большого диаметра шпура и высокой температуры смесь может ударить струей из отверстия.

II. РАЗРУШЕНИЕ ОБЪЕКТОВ С ПОМОЩЬЮ НРБ

11.1.    В отличие от взрывного метода разрушение с помощью НРБ основано на создании в процессе его твердения (в условиях ограничения деформаций) большого расширяющего усилия (давления расширения)

11.2.    Давление расширения возникает, как правило, через 2-6 ч после заполнения шпуров рабочей смесью и достигает через 10-24 ч 30-40 Ша.

П.З. По мере роста давления расширения в разрушаемом материале происходят следующие процессы:

а)    образование трещин;

б)    развитие трещин;

в)    разрушение.

11.4.    Образование трещин начинается с внутренней поверхности шпура в результате действия распирающего напряжения, создаваемого давлением расширения НРБ. В связи с тем, что давление расширения поддерживается и после образования трещин, происходит их дальнейшее развитие, а также появление новых трещин.

11.5.    Как правило, вокруг шпура образуются и развиваются две-четыре трещины. При наличии свободной поверхности (свободного края) это приводит к разрушению объекта в течение 6-24 ч.

11.6.    В случае, если действие НРБ вызвало появление глубоких трещин в разрушаемом объекте, но не удалось достичь разрушения окончательное разрушение следует произвести с помощью дополнительных механических средств (бетонолома или пневмодробилки). В качестве примера на рис.8 показан характер разрушения с помощью НРБ негабаритов горных пород.

14

12Л. Во время приготовления сухой смеси НРБ, а также при смешивании ее с водой и во время заливки рабочей смеси в шпуры следует обязательно пользоваться резиновыми перчатками, респиратором и защитными очками.

12.2.    Смесь НРБ - не токсичное вещество. Однако, будучи сильным щелочным средством, НРБ может привести к поражение кожи и слизистых оболочек в случае прямого контакта с ним. При попадании на коау или в глаза следует немедленно промыть их водой.

12.3.    Категорически запрещается заглядывать в шпуры в течение первых 10 ч после их заполнения рабочей смесью НРБ, поскольку существует опасность выброса горячей смеси из шпура.

12.4.    Во избежание взрыва нельзя использовать для затворения НРБ горячую воду, а также оставлять рабочую смесь НРБ в закрытых емкостях (бутылях, банках).

12.5.    При проведении работ по разрушению объектов, не имеющих опоры, следует обязательно оградить место разрушения и выставить предупреждающую табличку.

16

Стр.

Предисловие .................................................. 3

1.    Общие положения ........................................... 4

2.    Материалы для приготовления НРБ........................... 4

3.    Рекомендуемые составы и технические характеристики НРБ ....    5

4.    Приготовление НРБ ......................................... 5

5.    Хранение и транспортирование    НРБ .......................... 6

6.    Контроль качества НРБ ..................................... 7

7.    Подготовка к проведению работ по разрушению объектов с помощью НРБ ................................................. 9

В. Бурение шпуров .......................... ...    10

9,    Приготовление рабочей снеси НРБ с водой................... 12

10.    Заполнение шпуров рабочей смесью НРБ..................... 13

П. Разрушение объектов с помощью НРБ........................ 14

12. Специальные меры предосторожности при работе с НРБ.......    16

Методические рекомендации по приготовлению и применению невзрывного разрушающего вещества НРБ

Научный редактор И.М.Дробященко

Отдел научно-технической информации НИИЖБ 109389» Москва» 2-я Институтская ул.» д.б

Редактор Т.А.Кириллова____

Подписано в печать 6.12.85 г. Заказ    ДСП

Формат 60x84/16. Ротапринт. Уч.-изд.л.1,0. Усл.кр.-отт.1,0 Тираж 300 экз.

Типография ПЭМ ВНИИИС Госстроя СССР 121471» Москва» Можайское шоссе» д.25

Печатается по решению секции коррозии и спецбетонов НТО НШЖБ Госстроя СССР от 28 ноября 1985 г.

Методические рекомендации по приготовлению и применению невзрывного разрушающего вещества НРБ. М., НИИЖБ Госстроя СССР, 1986 , с. 16

Рекомендации содержат основные положения по приготовлению невзрывного разрушающего вещества (НРБ) и его применению для направ -ленного разрушения бетонных сооружений и горных пород. Изложены требования к исходным материалам для приготовления НРБ, приведены составы НРБ и их технические характеристики. Даны указания по конт -ролю качества НРБ, подготовке объектов разрушения и проведению работ по разрушению объектов с помощью НРБ.

Для инженерно-технических работников производственных и проектных организаций.

Табл.З, илл.Ь.

Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт бетона и железобетона Госстроя СССР, 1986

ПРЕДИСЛОВИЕ

В связи с увеличением объема работ по реконструкции действующих предприятий значительно возрастает потребность в разрушении старых бетонных и железобетонных фундаментов, кирпичных стен, колонн, перекрытий и блоков.

До недавнего времени для производства этих работ применялся, в основном, взрывной метод с использованием традиционных взрывчатых веществ (БВ).

В последние годы в СССР и за рубежом проводится работа по созданию материалов для невзрывного разрушения горных пород и строительных сооружений.

В течение 1982-1985 гг. в НИИЖБ Госстроя СССР разработано новое невзрывное разрушающее вещество (НРВ), действие которого основано на создании в процессе твердения большого расширяющего усилия, достаточного для разрушения бетона, кирпичной кладки и горных пород.

Разработанные составы НРВ обладают радом преимуществ по сравнению с ВВ: они не вызывают сейсмических колебаний, выброса грунта, не загрязняют окружающую среду, обеспечивают безопасное ведение работ без остановки основного производства и отключения коммуникаций.

Настоящие Методические рекомендации составлены на основании результатов лабораторных исследований и опытно-производственных испытаний составов НРВ на объектах Предприятия п/я М-5703, треста горнопроходческих работ № I и Главмосремонта.

Методические рекомендации разработаны лабораторией физико-химических исследований бетонов НИИЖБ Госстроя СССР (канд. техн. наук Л.В.Никитина, инж. А.И.Лапшина, канд.техн.наук Л.Н.Левушкин, инж. В.Р.Гарашин) при участии сотрудников Предприятия п/я М-5703 (инже -неры Е.Я.Либов, В.В.Осис).

С целью накопления и обобщения опыта приготовления и применения НРВ для невзрывного разрушения различных объектов данные о практи -ческом использовании настоящих Методических рекомендаций, полученные результаты, а также замечания и предложения по их содержанию просим направлять в НИИЖБ по адресу: 109389, Москва, 2-я Институт -ская ул., д.6.

Дирекция НИИЖБ

IЛ. Настоящие Методические рекомендации распространяются на приготовление и применение составов невзрывного разрушающего вещества (НРБ).

1.2.    Смесь НРБ представляет собой порошкообразный материал светло-серого цвета, состоящий из известково-силикатных компонентов и органических добавок.

1.3.    Для разрушения с помощью НРБ необходимо просверлить отвер -стие (шпур) в разрушаемом объекте и заполнить его НРБ, смешанным с водой* Б результате физико-химических процессов, происходящих при твердении НРБ, создаются большие "усилия расширения (30-40 МПа), которые через 6-24 ч приводят к растрескиванию и разрушению объектов*

1.4.    НРБ обладает радом преимуществ по сравнению с традиционными взрывчатыми веществами: оно не горюче, не взрывоопасно, не вызывает в процессе разрушения сейсмических колебаний, шума, выброса грунта, не загрязняет окружающую среду.

1.5.    НРБ рекомендуется применять для разрушения:

бетонных и кирпичных фундаментов, стен, колонн и других объектов при реконструкции зданий и сооружений;

различных горных пород при добыче полезных ископаемых;

негабаритов кристаллоносных пород и т.д.

1.6.    Наиболее эффективно применение НРБ в тех случаях, когда применение традиционных НВ невозможно или нежелательно:

в условиях густо населенного района, действующего предприятия, в случае близкого расположения зданий, коммуникаций, электрооборудования, при добыче ценных минералов и разделке ценных пород камня.

1*7. Рекомендуемые составы НРБ целесообразно применять в интервале температур плюс 10-30 °С.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НРБ

2.1* Для приготовления НРБ следует применять следующие материалы: негашеную известь СаО, гидравлическое вяжущее и добавки - замедлители гашения извести и разжижите ли.

2*2. Негашеная иэвеетъ СаО должна соответствовать требованиям ГОСТ 9179-77. Содержание активных CaO+MjO - не менее 70 %, содержа -ние "недожога" - не более 10 %₉ содержание "пережога" - не более 5 скорость гашения - 8-25 мин (среднегасящаяся известь), температура гашения - 75-90 °С.

2.3.    В качестве гидравлического вяжущего рекомендуется применять портландцемент или быстротвердеющий портландцемент» удовлетворяющие требованиям ГОСТ 10X78-76. Сроки схватывания цемента должны быть в пределах: начало схватывания не ранее 30 тн и не позднее 2 ч» конец схватывания - не позднее 6 ч после эатворения.

2.4.    В качестве добавок, замедляющих гидратацию СаО, применяют сахарозу (по PC 5704-77) или сахарную патоку (мелассу), соответст -вующую требованиям ТУ 18 РСФСР 409-79 Минпищепрома РСФСР.

2.5.    В качестве пластифицирующих добавок (разжижителей) рекомендуется применять:

а)    суперпластификатор С-3 по ТУ 6-14-625-80 Минхимпрома;

б)    сульфитно-дрожжевую бражку СДБ, удовлетворяющую требованиям XT 81-79-74 ТУ 81-04-225-73 Минбумдревпрома.

2.6.    Вода для эатворения смеси НРБ должна удовлетворять требо -ваниям ГОСТ 23732-79. Температура воды эатворения должна быть в пределах плюс 15-25 °С.

3. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СОСТАВЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НРБ

3.1. Рекомендуемые составы НРБ приведены в табл.1.

Таблица I

Номер состава	Содержание компоненто!		j. % по массе
	Молотая негашеная известь	Портланд цемент	Разжигатель С-3	Сахароза
I	50-80	20-50	0,5-0,7	-	-
2	50-80	20-50	-	1-2	0,3-0,5

3.2.    Перед использованием порошкообразную смесь НРБ затворяют водой при БД = 0,3-0,35 до текучей консистенции.

3.3.    Подвижность смеси НРБ с водой должна быть в    пределах

65-35 мм (по расплыву конуса). Указанная подвижность смеси должна сохраняться в течение 20-30 мин.

3.4.    Смесь НРБ с водой должна создавать в процессе твердения (в условиях ограничения деформаций) в течение 6-24 ч "усилие расширения" (давление расширения) не менее 30 МПа.

4. ПРИГОТОВЛЕНИЕ НРБ

4.1. Приготовление НРБ включает в себя следующие операции: проверку исходных материалов на соответствие требованиям п.2

5

настоящих Методических рекомендация;

измельчение комовой негашеной извести; дозирование составляющих; перемешивание составляющих; развешивание и упаковку готовой смеси НРБ*

4.2.    Измельчение комовой негашеной извести рекомендуется производить в следующем порядке:

предварительное дробление на щековой дробилке до крупности 5-10 мм;

помол в шаровой мельнице или дезинтеграторе до прохождения через сито с сеткой 03 (по ГОСТ 3584-73) с отделением крупной фракции недожога и пережога.

4.3.    Дозирование составляющих НРБ следует производить по массе на весах, обеспечивающих следующую точность дозирования:

для извести и цемента - +2 %;

для сахароза, добавок СДБ и С-3 - +0,5 %.

Примечание. В случае применения жидких препаратов С-3, СДБ и сахарной патоки допускается их объемное дозирование (при условии соблюдения указанной точности).

4.4.    Перемешивание составляющих следует производить в шаровой мельнице сухого помола в следующей последовательности:

загрузка молотой негашеной извести;

загрузка добавки С-3 или СДБ и сахарозы и перемешивание с известью в течение 15-20 мин;

загрузка портландцемента и совместное перемешивание компонентов в течение 15-20 мин;

выгрузка полученной смеси НРБ из шаровой мельницы и затаривание.

4.5.    Приготовление смеси НРБ должно производиться в сухом отапливаемом помещении при температуре плюс 15-20 °С и относительной влажности не более 30-50 %.

5. ХРАНЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАЛ® НРБ

5.1.    Приготовленная сухая смесь НРБ сразу после приготовления (в течение 30 мин) должна быть упакована в полиэтиленовые пакеты иди другую герметичную тару по 5-10 кг.

5.2.    Упакованную смесь НРБ следует хранить не более одного года в

сухом прохладном месте на стеллажах выше уровня пола.

Примечание. При длительном хранении свойства НРБ могут ухудшаться.

5.3.    Пакеты с НРВ следует вскрывать непосредственно перед использованием. Если в пакете останется некоторое количество НРВ, то следует, выпустив из пакета воздух, по возможности герметично закрыть его. Оставшееся количество НРВ следует использовать в течение 3-5 сут.

5.4.    Транспортирование НРВ к месту использования рекомендуется производить в ящиках по 2-4 пакета в каждом (общий вес ^>-20 кг).

6. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА НРВ

6.1.    Определение подвижности смеси НРВ с водой производится с помощью металлического конуса, имеющего верхний диаметр 30 мм, нижний - 33 мм; высота конуса - 20 мм. Конус помещают на стеклянную подставку по центру. Перед испытанием внутреннюю поверхность конуса и стекло смачивают влажной тканью.

Навеску НРВ смешивают с отмеренным количеством воды, интенсивно перемешивают и выливают в конус. Избыток массы в конусе удаляют ножом, затем резким движением поднимают конус, при этом масса расте -кается по стеклу. Диаметр расплыва конуса измеряют штангенциркулем или линейкой по нижнему основанию в двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение. Величина расплыва конуса смеси НРВ с водой должна удовлетворять п.3.3 настоящих Методических рекомендаций.

6.2.    Для предварительной оценки разрушающих свойств НРВ и скорости разрушения объектов используют бетонные образцы-кубы размером 10x10x10 см или 15x15x15 см, в центре которых имеются круглые сквозные отверстия диаметром соответственно 20 и 30 мм. Прочность образцов на сжатие должна составлять 35-45 МПа. Отверстия заполняют составом НРВ, смешанным с водой при В/Т = 0,3-0,4. После заливки отверстия в течение суток осуществляется визуальный контроль за состоянием образцов.

Разрушение в течение указанного времени бетонных образцов свидетельствует о том, что создаваемые составом НРВ расширяющие усилия достаточны для разрушения кирпичных и бетонных сооружений, а также некоторых видов горных пород. На рис.1 показан характер разрушения образцов бетона с помощью НРВ.

6.3.    Для точного определения давления расширения следует применять специальную установку, метод измерения на которой основан на механической компенсации деформаций расширения исследуемого образца.

Установка представляет собой уравновешенный рычаг, снабженный автоматической системой нагружения (рис.2). Давление расширения определяют по величине внешней нагрузки, необходимой для подавления деформации исследуемого образца.

Рис.1. Характер разрушения бетонных образцов с помощью НРБ

Рис.2. Установка для измерения давления расширения

8

Измерения давления расширения следует проводить в соответствии с "Методическими рекомендациями по определению собственных напряжений в цементном камне и бетоне"(М., 1984).

В качестве примера на рис.З приведены кривые кинетики развития давления расширения, измеренного указанным методом для двух составов НРБ.

Рис.З. Кинетика развития давления расширения при твердении образцов НРБ

кривая I - состав I; кривая 2 - состав 2

7. ПОДГОТОВКА к проведению РАБОТ по разрушению объектов С ПОМОЩЬЮ НРБ

7.1.    Перед проведением работ по разрушению объектов необходимо составить план-проект разрушения.

7.2.    Разрушение объектов с помощью НРБ производят в следующей последовательности:

бурение скважин (шпуров) в разрушаемом объекте; приготовление смеси НРБ с водой;

9